DE4117368A1 - Sputtering device with rotating magnetron cathode target - concentrates cooling medium pref. water onto target surface heated by plasma - Google Patents

Sputtering device with rotating magnetron cathode target - concentrates cooling medium pref. water onto target surface heated by plasma

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DE4117368A1
DE4117368A1 DE19914117368 DE4117368A DE4117368A1 DE 4117368 A1 DE4117368 A1 DE 4117368A1 DE 19914117368 DE19914117368 DE 19914117368 DE 4117368 A DE4117368 A DE 4117368A DE 4117368 A1 DE4117368 A1 DE 4117368A1
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Anton Dr Dietrich
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Abstract

The device has a magnetron cathode with a rotating target (1), with cooling of the target via a cooling medium, e.g. water. The cooling is concentrated on the area which is heated by the plasma. The target (1) has an internal cooling channel for the cooling medium facing the plasma, defined by the magnets (30) of the magnetic system, e.g. via an attached metal baffle plate cooperating with the inside wall of the rotating target (1). ADVANTAGE - Allows power output to be raised.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sputtervorrichtung insbeson­ dere mit einer Magnetronkatode mit rotierendem Target und einer Targetkühlung, die durch ein strömendes Kühl­ medium, vorzugsweise Wasser, erfolgt.The invention relates in particular to a sputtering device another with a magnetron cathode with a rotating target and target cooling by flowing cooling medium, preferably water.

Bei Zerstäubungsprozessen (Sputterprozessen) werden in der Praxis u. a. solche Hochleistungszerstäubungsvorrich­ tungen (Sputtervorrichtung) eingesetzt, bei denen durch ein Magnetfeld vor der Katode die Kollisions- und damit Ionisationswahrscheinlichkeit der Teilchen erhöht wird. Kernstück dieser Hochleistungszerstäubungsvorrichtungen ist die sogenannte Magnetronkatode.In sputtering processes, in practice u. a. such high performance atomizer tungen (sputtering device) used, in which by a magnetic field in front of the cathode and thus the collision Ionization probability of the particles is increased. The heart of these high-performance atomizers is the so-called magnetron cathode.

Eine derartige Magnetronkatode wird beispielsweise in der deutschen Patentschrift 24 17 288 beschrieben.Such a magnetron cathode is used, for example, in the German patent specification 24 17 288.

Dort wird eine Katodenzerstäubungsvorrichtung mit hoher Zerstäubungsrate mit einer Katode, die auf einer ihrer Oberflächen das zu zerstäubende und auf einem Substrat abzulagernde Material aufweist, mit einer derart angeord­ neten Magneteinrichtung, daß von der Zerstäubungsfläche ausgehende und zu ihr zurückkehrende Magnetfeldlinien einen Entladungsbereich bilden, der die Form einer in sich geschlossenen Schleife hat, und mit einer außerhalb der Bahnen des zerstäubten und sich von der Zerstäubungsfläche zum Substrat bewegenden Materials angeordneten Anode gezeigt.There is a high sputtering cathode device Atomization rate with a cathode on one of their Surfaces that are to be atomized and on a substrate has to be deposited material, arranged with such a neten magnetic device that from the atomizing surface outgoing and returning magnetic field lines form a discharge region which is in the form of a has a closed loop and an outside loop the pathways of the atomized  and from the sputtering surface to the substrate Moving material arranged anode shown.

In der genannten Patentschrift wird vorgeschlagen, daß die zu zerstäubende und dem zu besprühenden Substrat zugewandte Katodenoberfläche eben ist, daß sich das Substrat nahe dem Entladungsbereich parallel zu der ebenen Zerstäubungsfläche über diese hinwegbewegen läßt, und daß die das Magnetfeld erzeugende Magneteinrichtung auf der der ebenen Zerstäubungsfläche abgewandten Seite der Katode angeordnet ist.In the cited patent it is proposed that the substrate to be atomized and sprayed facing cathode surface is that the Substrate near the discharge area parallel to the plane Atomizing surface can move over this, and that the magnetic device generating the magnetic field the side of the Cathode is arranged.

Zum Stand der Technik gehören weiterhin Sputteranlagen mit einer rotierenden Magnetronkatode. Der Prospekt der Firma Airco Coating Technology, A Division of the BOG Group, Inc. mit der Kennzeichnung ACT10110K988, weiterhin "Airco-Prospekt" genannt, beschreibt den Aufbau und die Arbeitsweise einer solchen an sich bekannten Sputteranlage mit einer rotierenden Magnetronkatode. Wie aus den Abbil­ dungen und den Text des Airco-Prospekts ersichtlich, rotiert genau genommen nur das zylindrisch oder rohrförmig geformte Target. Im Innern des Targets befindet sich das stationäre Magnetaggregat der Magnetronkatode.The state of the art still includes sputtering systems with a rotating magnetron cathode. The prospectus of Airco Coating Technology, A Division of the BOG Group, Inc. labeled ACT10110K988, continues Called "Airco brochure" describes the structure and the Operation of such a known sputtering system with a rotating magnetron cathode. As from the fig and the text of the Airco brochure, strictly speaking it only rotates cylindrical or tubular shaped target. Is located inside the target the stationary magnet unit of the magnetron cathode.

Wesentliche Bestandteile einer solchen an sich bekannten Magnetronkatode sind unter anderem, siehe hierzu den Airco-Prospekt, neben dem rotierenden zylindrischen Target und dem stationären Magnetaggregat das Targetantriebssys­ tem, ein Wasserkühlsystem, eine Vakuumkammer, in der sich unter anderem das rotierende Target und das Substrat befinden, und eine Energieversorgungseinheit für die Katode. In der Praxis wird das Target als dünne Schicht auf einem zum Beispiel aus Kupfer bestehendem Rohr aufgebracht. Das System, bestehend aus dünner Targetschicht und Kupferrohr, rotieren vor dem brennenden Plasma.Essential components of such a known Magnetron cathodes are among others, see the Airco brochure, next to the rotating cylindrical target and the stationary magnet unit the target drive system tem, a water cooling system, a vacuum chamber in which the rotating target and the substrate are located, and a power supply unit for the Cathode. In practice, the target  as a thin layer on a copper, for example existing pipe applied. The system consisting of thin target layer and copper tube, rotate before burning plasma.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin die europäische Patentschrift 00 70 899. In dieser Schrift wird eine Vorrichtung zur Aufstäubung von dünnen Filmen eines ausgewählten Überzugsmaterials auf wesentlich planare Substrate, bestehend aus einer evakuierbaren Beschich­ tungskammer, einer in dieser Beschichtungskammer horizon­ tal angebrachten Katode mit einem länglichen, zylindri­ schen Rohrelement, auf dessen äußerer Fläche eine Schicht des zu zerstäubenden Überzugsmaterials aufgetragen worden ist, und Magnetmitteln, die in diesem Rohrelement angeord­ net werden, um eine sich in Längsrichtung davon erstreckende Zerstäubungszone vorzusehen, beschrieben.European technology remains part of the state of the art Patent specification 00 70 899. In this document a Device for dusting thin films selected coating material on substantially planar Substrates consisting of an evacuable coating tion chamber, a horizon in this coating chamber Valley attached cathode with an elongated, cylindrical pipe element, on the outer surface of a layer of the coating material to be atomized is, and magnetic means arranged in this tubular element be net to a yourself in the longitudinal direction of it extending atomization zone to be described.

Der Gegenstand der europäischen Patentschrift ist gekenn­ zeichnet durch Mittel zum Drehen dieses Rohrelements um seine Längsachse, um verschiedene Teile des Überzugs­ materials in eine Zerstäubungsstellung gegenüber den vorerwähnten Magnetmitteln und innerhalb der vorerwähnten Zerstäubungszone zu bringen, und durch in der Beschich­ tungskammer befindliche Mittel zum horizontalen Abstützen der Substrate und zum Transportieren dieser an den Magnet­ mitteln vorbei, damit diese Substrate das zerstäubte Material empfangen. The subject of the European patent specification is known draws by means of rotating this tubular element around its longitudinal axis, around different parts of the coating materials in a spray position relative to the aforementioned magnetic means and within the aforementioned Bring atomization zone, and through in the Beschich tion chamber means for horizontal support of the substrates and for transporting them to the magnet means over so that these substrates atomized the Receive material.  

Insbesondere der mit "C-MAGTM Rotatable Magnetron" betitelten Zeichnung des Airco-Prospekts, weiterhin "Airco-Prospekt-Zeichnung" genannt, ist zu entnehmen, daß es zum Stand der Technik gehört, über eine Wasserlei­ tung in das Innere des rotierenden Targets Wasser als Kühlmedium zu leiten. Das Wasser umspült in der Airco- Prospekt-Zeichnung das dort dargestellte Magnetaggregat (Magnet Assembly).In particular, the drawing with the "C-MAG TM Rotatable Magnetron" drawing of the Airco prospectus, also called the "Airco prospectus drawing", shows that it belongs to the prior art via a water pipe in the interior of the rotating target Conduct water as a cooling medium. In the Airco brochure drawing, the water washes around the magnet assembly shown there.

Aus der Airco-Prospekt-Zeichnung ist zu ersehen, daß sich der Querschnitt für den Wasserstrom ganz erheblich erweitert. Der Querschnitt der Zuleitung des Gegenstands der Airco-Prospekt-Zeichnung ist bedeutend geringer als der Strömungsquerschnitt innerhalb des rotierenden Targets der Airco-Prospekt-Zeichnung. Durch diese Vergrößerung des Strömungsquerschnitts wird die Strömungsgeschwindig­ keit des Kühlmediums entsprechend stark verringert. Im Bereich der Hitzeeinwirkung des Plasmas kann es daher zu lokalen Überhitzungen kommen, die für den Sputterpro­ zeß äußerst nachteilig sind. Es besteht die erhebliche Gefahr der Dampfblasenbildung.From the Airco prospectus drawing it can be seen that the cross section for the water flow is quite significant expanded. The cross section of the lead of the object The Airco prospectus drawing is significantly less than the flow cross-section within the rotating target the Airco prospectus drawing. By this enlargement of the flow cross-section, the flow speed becomes speed of the cooling medium is correspondingly greatly reduced. in the The area of heat exposure to the plasma can therefore be local overheating that is necessary for the sputtering pro are extremely disadvantageous. There is considerable Danger of vapor bubble formation.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:The invention is based on the following objects:

Die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden werden. Es soll eine grundsätzliche Verbesserung der Kühlung des rotierenden Targets insbeson­ dere bei seinem Einsatz in Magnetronsputteranlagen erreicht werden. Insbesondere soll eine gleichmäßigere Kühlung erzielt werden. Dies hat wiederum den Vorteil, daß der Sputterprozeß insbesondere das Reaktivsputtern vereinfacht wird. Damit ist es möglich, die Leistung der Sputteranlage zu erhöhen. The disadvantages of the prior art described above should be avoided. It's supposed to be a basic one Improving the cooling of the rotating target in particular especially when used in magnetron sputter systems can be achieved. In particular, a more uniform Cooling can be achieved. This in turn has the advantage that the sputtering process in particular reactive sputtering is simplified. It is possible to achieve performance to increase the sputtering system.  

Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlung konzentriert wird auf den oder die Bereiche des rotierenden Targets, der bzw. die der Hitzeentwicklung des Plasmas ausgesetzt sind.The tasks set according to the invention solved that the cooling is concentrated on the or the areas of the rotating target, the or the Exposure to heat from the plasma.

Dies kann dadurch geschehen, daß der Strömungsquerschnitt des Kühlmediums in demjenigen oder denjenigen Bereichen des rotierenden Targets, der bzw. die der Hitzeentwicklung des Plasmas ausgesetzt sind, verengt wird.This can be done in that the flow cross section of the cooling medium in one or those areas of the rotating target, that of the heat development exposed to the plasma is narrowed.

Hierfür wird vorgesehen, daß im Innenraum des rohrförmig ausgebildeten, rotierenden Targets, dem Plasma gegenüber­ liegend, mindestens ein Kühlkanal für das strömende Kühl­ medium angeordnet ist.For this purpose it is provided that in the interior of the tubular trained, rotating targets, opposite the plasma lying, at least one cooling channel for the flowing cooling is arranged medium.

Bei einer Sputtervorrichtung, die mit einem rotierenden Target, das auf einem rotierenden Targetträgerrohr angebracht ist, ausgerüstet ist, wird vorgeschlagen, daß innerhalb des Innenraums, der von der Innenwand des Targetträgerrohrs umschlossen wird, mindestens ein Kühl­ kanal angeordnet ist.With a sputtering device that rotates with a Target placed on a rotating target carrier tube attached, equipped, it is proposed that inside the interior of the inside wall of the Target carrier tube is enclosed, at least one cooling channel is arranged.

Bei einer Sputtervorrichtung mit einem Magnetaggregat, das stationär innerhalb des rotierenden Targets angeordnet ist, wird als besonders raumsparende Lösung vorgeschlagen, daß die Magnete des Magnetaggregats mindestens einen Kühlkanal bilden.With a sputtering device with a magnetic unit, which is arranged stationary within the rotating target is proposed as a particularly space-saving solution, that the magnets of the magnet assembly at least one Form cooling channel.

Alternativ kann vorgesehen werden, daß das Magnetaggregat mit einem Leitblech versehen ist, das zusammen mit der Innenwand des rotierenden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs einen Kühlkanal bildet. Alternatively, it can be provided that the magnet assembly is provided with a baffle, which together with the Inner wall of the rotating target or the rotating Target carrier tube forms a cooling channel.  

Eine besonders effektive Kühlung wird dadurch erreicht, daß das Targetträgerrohr in seiner Wand Kühlkanäle aufweist, die kontinuierlich während der Rotation durch den dem Plasma benachbarten Bereich hindurchgeführt und in diesem Bereich mit Kühlmedium durchströmt werden.A particularly effective cooling is achieved in that the target carrier tube has cooling channels in its wall, which continuously during the rotation by the Plasma passed through the adjacent area and in this Area with cooling medium.

Um bessere konstruktive Voraussetzungen für die Unterbrin­ gung der Kühlkanäle zu schaffen, kann generell vorgesehen werden, daß an Stelle eines Targetträgerrohrs zwei Target­ trägerrohre eingesetzt werden, und daß in dem zusätzlichen Targetträgerrohr die Kühlkanäle untergebracht werden.To better constructive conditions for the Unterbrin Providing cooling channels can generally be provided be that two target instead of a target support tube support tubes are used, and that in the additional Target carrier tube the cooling channels are housed.

Die weiteren Ausführungen im Zusammenhang mit dem Target­ trägerrohr und den im Targetträgerrohr unter gebrachten Kühlkanälen gelten in entsprechender Weise für die Unterbringung von Kühlkanälen in einem zusätzlichen Targetträgerrohr.The further explanations in connection with the target carrier tube and the accommodated in the target carrier tube Cooling channels apply in a corresponding manner to the Housing cooling channels in an additional Target carrier tube.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Targetträgerrohr in seiner Wand Kühlkanäle aufweist, die schrittweise, nach dem Stop-and-Go-Verfahren, während der Rotation durch den dem Plasma benachbarten Bereich hindurchgeführt und in diesem Bereich mit Kühlmedium durchströmt werden.It is also proposed that the target support tube has cooling channels in its wall, which gradually, according to the stop-and-go procedure, during the rotation through the area adjacent to the plasma and cooling medium flows through in this area.

Eine besonders kompakte Bauweise wird dadurch erreicht, daß mindestens ein im Targetträgerrohr angeordneter erster Kühlkanal von der einen Seite des Targetträgerrohrs angeströmt und durchströmt wird und daß das Kühlmedium auf der gegenüberliegenden Seite des Targetträgerrohrs mittels einer Umlenkvorrichtung umgelenkt wird, in einen zweiten Kühlkanal des Targetträ­ gerrohrs strömt und diesen zweiten Kühlkanal in in Hinsicht auf die erste Durchströmung entgegengesetzte Richtung durchströmt.A particularly compact design is achieved that at least one arranged in the target carrier tube first Cooling channel from one side of the target carrier tube is flowed through and through and that the cooling medium on the opposite side of the target carrier tube by means of a deflection device  is deflected into a second cooling channel of the Targetträ gerrohrs flows and this second cooling channel in in Opposite with regard to the first flow Direction.

In Fortführung dieses Konstruktionsgedankens wird vorge­ schlagen, daß die Zuführvorrichtung für die Kühlkanäle im Targetträgerrohr, die Kühlkanäle im Targetträgerrohr und die Umlenkvorrichtung für die Kühlkanäle gemeinsam ein mäanderförmig ausgebildetes Kühlkanal-System im Bereich der Hitzeentwicklung des Plasmas bilden.In continuation of this design idea is pre suggest that the supply device for the cooling channels in the target carrier tube, the cooling channels in the target carrier tube and the deflection device for the cooling channels together a meandering cooling channel system in the Form the area of heat generation of the plasma.

Bei den Ausführungsbeispielen wird vorgesehen, daß die Dichtungen zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als schleifende Dichtung, nichtschleifende Dichtung, Labyrinth-Dichtung, Spalt-Dichtung oder als Rillen-Dich­ tung ausgebildet sind.In the embodiments it is provided that the Seals between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other partly as a sliding seal, non-grinding seal, Labyrinth seal, gap seal or as a groove seal tion are trained.

Um eine reibende Berührung mit der Innenwand des Target­ trägerrohrs bzw. des zusätzlichen Targetträgerrohrs zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Kühlkanäle als schlauchartige, Kühlmedium führende Organe ausgebildet sind, die im Bereich der Hitzeentwicklung des Plasmas, vorzugsweise zwischen den Magneten, angeordnet sind. To make rubbing contact with the inside wall of the target carrier tube or the additional target carrier tube avoid, it is proposed that the cooling channels as hose-like organs carrying cooling medium are in the area of the heat development of the plasma, are preferably arranged between the magnets.  

Dabei kann vorgesehen werden, daß die schlauchartigen Organe einen Querschnitt aufweisen, der im wesentlichen dem freien Querschnitt zwischen den Magneten entspricht.It can be provided that the hose-like Organs have a cross section that is essentially corresponds to the free cross section between the magnets.

Zur Herabsetzung der Reibung zwischen dem rotierenden Targetaggregat und der Umhüllung der Kühlkanäle wird weiterhin vorgeschlagen, daß der der Innenseite des rotie­ renden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs benachbarte Bereich der Umhüllung mindestens eines im Magnetaggregat angeordneten Kühlkanals als Membran ausge­ bildet ist oder durch eine Membran abgestützt wird, die bei Druckentlastung im Kühlkanal aufgrund ihrer Formgebung einen Abstand der Umhüllung zur Innenseite des rotierenden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs herstellt.To reduce the friction between the rotating Target unit and the cladding of the cooling channels further suggested that the inside of the rotie target or the rotating target carrier tube Adjacent area of the envelope at least one in Magnet aggregate arranged cooling channel out as a membrane forms or is supported by a membrane that with pressure relief in the cooling channel due to their shape a distance from the wrapper to the inside of the rotating Targets or the rotating target carrier tube.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
Lokale Überhitzungen und die damit verbundenen nachteili­ gen Effekte, wie Dampfblasenbildung usw. werden vermieden. Es wird eine grundsätzliche Verbesserung der Kühlung des rotierenden Targets erreicht. Hierdurch wird eine Erhöhung der Leistung der Sputteranlage erzielt.
The following advantages are achieved by the invention:
Local overheating and the associated adverse effects such as vapor bubble formation etc. are avoided. A fundamental improvement in the cooling of the rotating target is achieved. This increases the performance of the sputtering system.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, der Aufgabenstellung und der erzielten Vorteile sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu entnehmen.Further details of the invention, the task and the advantages achieved are the following description of embodiments of the invention.

Diese Ausführungsbeispiele werden anhand von elf Figuren erläutert. These exemplary embodiments are based on eleven figures explained.  

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung und in Seitenansicht einen Teil einer Sputteranlage mit rotierendem Target nach dem Stand der Technik. Fig. 1 shows schematically in a sectional view and in side view a part of a sputtering system with a rotating target according to the prior art.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie II-II der Fig. 1. FIG. 2 shows a sectional view corresponding to the section line II-II of FIG. 1.

Fig. 3 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung und in Seitenansicht einen Teil einer Sputteranlage mit rotierendem Target gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows schematically in a sectional view and in side view a part of a sputtering system with a rotating target according to the present invention.

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. FIG. 4 shows a sectional illustration corresponding to the section line IV-IV of FIG. 3.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegen­ stands der Erfindung, dargestellt in einer Schnittdar­ stellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. Fig. 5 shows another embodiment of the object of the invention, shown in a Schnittdar position corresponding to the section line IV-IV of Fig. 3rd

Fig. 6 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie VI-VI der Fig. 7 und in Seitenansicht einen Teil einer Sputteranlage mit rotie­ rendem Target gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 6 shows schematically in a sectional view along the section line VI-VI of Fig. 7 and in side view a part of a sputtering system with rotating target according to a further embodiment of the invention.

Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie VII-VII der Fig. 6. FIG. 7 shows a sectional illustration corresponding to the section line VII-VII of FIG. 6.

Fig. 8 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung und in Seitenansicht einen Teil einer Sputteranlage mit rotierendem Target gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 shows schematically in a sectional view and in side view a part of a sputtering system with a rotating target according to a further embodiment of the present invention.

Fig. 9 zeigt in vergrößertem Maßstab und in axiometri­ scher Darstellung ein Detail des Gegenstands der Fig. 8. FIG. 9 shows a detail of the object of FIG. 8 on an enlarged scale and in axiometric representation.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung, dargestellt in einer Schnitt­ darstellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. Fig. 10 shows another embodiment of the object of the invention, shown in a sectional view corresponding to the section line IV-IV of FIG. 3rd

Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung, dargestellt in einer Schnitt­ darstellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. Fig. 11 shows a further embodiment of the object of the invention, shown in a sectional view corresponding to the section line IV-IV of FIG. 3rd

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbei­ spiele der Erfindung wird von einem Stand der Technik ausgegangen, wie er sich in Form der oben zitierten Schriften darstellt.In the following description of the execution games of the invention is based on a prior art assumed that he is in the form of the above Represents fonts.

Die Beschreibungen und die Figuren dieser Schriften können zur Erläuterung der Ausgangsbasis für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung herange­ zogen werden.The descriptions and figures of these writings can to explain the starting point for the following described embodiments of the invention be drawn.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Sputteranlage, wie sie zum Stand der Technik gehört, dargestellt. Es handelt sich um einen Typ, wie er mit seinen Einzelheiten in der Airco-Prospekt-Zeichnung gezeigt wird.In Fig. 1, part of a sputtering system, as it belongs to the prior art, is shown. It is a type as shown in the details in the Airco brochure drawing.

Zu einer derartigen an sich bekannten Sputteranlage gehört ein rotierendes Target, ein Targetantriebssystem, das Magnetaggregat eines Magnetrons, eine Kühlwasserversorgung für das rotierende Target, eine Energieversorgung für die Katode und eine Vakuumkammer. Innerhalb der Vakuumkammer befinden sich unter anderem das rotierende Target und ein Substrat, auf dem während des Sputterprozesses eine Schicht aus Sputtermaterial aufwächst.Belongs to such a known sputtering system a rotating target, a target drive system that Magnet unit of a magnetron,  a cooling water supply for the rotating target, one power supply for the cathode and one Vacuum chamber. Are inside the vacuum chamber including the rotating target and a substrate, on which a layer is made during the sputtering process Sputtering material grows up.

Im rohrförmigen rotierenden Target herrscht atmosphärischer Druck. Außerhalb des rotierenden Targets herrscht Vakuum.The tubular rotating target prevails atmospheric pressure. Outside the rotating target there is a vacuum.

Weitere Einzelheiten zu den bekannten Sputteranlagen mit rotierendem Target sind dem Airco-Prospekt, und der oben genannten europäischen Patentschrift 00 70 899 zu entnehmen.Further details on the known sputtering systems with a rotating target are the Airco brochure, and the European Patent 00 70 899 mentioned above remove.

Die Sputteranlage nach dem Stand der Technik, wie sie in Fig. 1 im Bereich des rotierenden Targets gezeigt wird, weist neben einem rotierenden Target 1 ein rotieren­ des Targetträgerrohr 2 für das rotierende Target auf. Mit 3 und 4 sind Teile der Wände der Vakuumkammer bezeich­ net. Mit Hilfe der Rohrstücke 5 und 6, die gegenüber den Wänden der Vakuumkammer durch die Dichtungen 13, 14 abgedichtet sind, wird das rotierende Target gelagert.The sputtering system according to the prior art, as shown in FIG. 1 in the area of the rotating target, has, in addition to a rotating target 1, a rotation of the target carrier tube 2 for the rotating target. With 3 and 4 parts of the walls of the vacuum chamber are designated net. With the help of the pipe pieces 5 and 6 , which are sealed against the walls of the vacuum chamber by the seals 13 , 14 , the rotating target is stored.

Außerdem dienen diese Rohrstücke zur Leitung des Kühlme­ diums. Das anströmende Kühlmedium, beispielsweise Wasser, wird durch den Pfeil 7 und das abströmende Kühlmedium durch den Pfeil 8 dargestellt. Im Innenraum des rohrförmi­ gen, rotierenden Targetträgerrohrs, der in seiner Gesamt­ heit mit 9 bezeichnet ist, befindet sich das Magnetaggregat 10 des Magnetrons. Zur Kühlung wird das Magnetaggregat mit Wasser 11 umspült.In addition, these pieces of pipe are used to manage the cooling medium. The inflowing cooling medium, for example water, is represented by arrow 7 and the outflowing cooling medium by arrow 8 . In the interior of the tube-shaped, rotating target carrier tube, which is designated 9 in its totality, there is the magnet assembly 10 of the magnetron. For cooling, the magnet assembly is washed around with water 11 .

Es ist klar, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Rohr 5 bedeutend größer ist als die Strömungsgeschwin­ digkeit im Innenraum 9, da sich der Strömungsquerschnitt für das Wasser beim Austritt aus dem Rohr 5 und Eintritt in den Innenraum 9 erheblich vergrößert.It is clear that the flow rate of the water in the tube 5 is significantly greater than the speed of the flow in the interior 9 , since the flow cross-section for the water when it exits the tube 5 and enters the interior 9 increases considerably.

Die relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit im Raum 9 hat zur Folge, daß in nachteiliger Weise die Bereiche des rotierenden Targets, des Targetträgerrohrs, die in die Zone der Hitzeeinwirkung des Plasmas gelangen, zumin­ dest lokal überheizt werden, so daß es zu Dampfblasenbil­ dungen und anderen unerwünschten Erscheinungen kommt. Die Position des Plasmas ist in Fig. 1 mit 12 bezeichnet.The relatively low flow velocity in the space 9 has the disadvantage that the areas of the rotating target, the target carrier tube, which get into the zone of heat exposure to the plasma, are at least locally overheated, so that it leads to vapor bubbles and other undesirable phenomena is coming. The position of the plasma is designated by 12 in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt das Schnittbild des Gegenstands der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II. Aus Fig. 2 sind das rotierende Target und das Targetträgerrohr zu erkennen. Vom Magnetaggregat sind die Magnete 15, 16, 17, 18 zu erkennen, sowie die dazugehörenden Magnetjoche 19 und 20. 21 ist ein Halteelement. Fig. 2 shows the sectional view of the object of Fig. 1 along the section line II-II. The rotating target and the target carrier tube can be seen from FIG . The magnets 15 , 16 , 17 , 18 and the associated magnet yokes 19 and 20 can be seen from the magnet assembly. 21 is a holding member.

Wie in den Schriften zum Stande der Technik beschrieben, rotieren das Target 1 und das Targetträgerrohr 2, während das Magnetaggregat mit seinen Magneten 15, 16, 17, 18 und seinem Halteelement 21 stationär angeordnet ist. As described in the prior art documents, the target 1 and the target carrier tube 2 rotate, while the magnet assembly with its magnets 15 , 16 , 17 , 18 and its holding element 21 is arranged stationary.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. Für das rotierende Target und das Targetträgerrohr wurden die gleichen Bezugsziffern 1 bzw. 2 gewählt, wie sie in den Fig. 1 und 2 verwendet wurden. Das gleiche gilt für die Vakuumkammerwände 3 und 4, die Rohrstücke 5 und 6 und die Dichtungen 13, 14. Fig. 3 shows a first embodiment of the inven tion. The same reference numerals 1 and 2 were used for the rotating target and the target carrier tube as were used in FIGS . 1 and 2. The same applies to the vacuum chamber walls 3 and 4 , the pipe sections 5 and 6 and the seals 13 , 14 .

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird beim Gegenstand der Fig. 3 über die Rohrleitung 22 Wasser dem Magnet­ aggregat 23 gezielt und konzentriert zugeführt. Die Strömungsrichtung wird durch den Pfeil 24 bezeichnet. Durch einen vorbestimmten Querschnitt, siehe hierzu Fig. 4, durchströmt das Wasser das Magnetaggregat 23, siehe gestrichelten Pfeil 25. Über die Leitung 26 tritt das Wasser, siehe Pfeil 27, aus dem Magnetaggregat aus.In contrast to the prior art, water is supplied to the magnet unit 23 in a targeted and concentrated manner via the pipeline 22 in the subject of FIG. 3. The direction of flow is indicated by arrow 24 . Through a predetermined cross-section, see FIG. 4, the water flows through the magnet assembly 23 , see dashed arrow 25 . The water exits the magnet assembly via line 26 , see arrow 27 .

Als Kühlkanäle werden in vorteilhafter Weise die freien Räume benutzt, die zwischen den Magneten 28, 29 einerseits und den Magneten 30, 31 andererseits und durch die Magnetjoche 32 und 33 sowie die Innenwand 38 des Target­ trägerrohrs gebildet werden, benutzt. Die freien Räume, das heißt, die Kühlkanäle selbst sind mit 34 und 35 bezeichnet.As cooling channels, the free spaces are advantageously used, which are formed between the magnets 28 , 29 on the one hand and the magnets 30 , 31 on the other hand and by the magnet yokes 32 and 33 and the inner wall 38 of the target carrier tube used. The free spaces, that is, the cooling channels themselves are designated with 34 and 35 .

Das rotierende Target trägt die Bezugsziffer 1. Das Targetträgerrohr ist mit der Bezugsziffer 2 versehen. Der Magnethalter weist die Bezugsziffer 36 auf.The rotating target bears the reference number 1 . The target carrier tube is provided with the reference number 2 . The magnet holder has the reference number 36 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird der Kühlkanal 71 durch ein Leitblech 37 und einen Teil der Innenwand 38 des Targetträgerrohrs gebildet. In the embodiment of Fig. 5, the cooling channel 71 by a baffle 37 and a portion of the inner wall 38 is formed of the target carrier tube.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 umfaßt ein Zusatzträgerrohr 55, das in seiner Rohrwand eine Vielzahl von Bohrungen aufweist. Zwei dieser Bohrungen sind in Fig. 6 mit 39 und 40 bezeichnet. Durch die gewählte Schnittdarstellung erscheinen diese Bohrungen in Fig. 6 als Rechtecke und in Fig. 7 als Kreise. Wasser wird über die Leitung 41 entsprechend den Pfeilen 42 durch den erhitzten Bereich des zusätzlichen Targetträger­ rohrs 55 geführt.The embodiment of FIGS. 6 and 7 comprises an additional support tube 55 which has a plurality of bores in its tube wall. Two of these bores are designated 39 and 40 in FIG. 6. Due to the selected sectional representation, these bores appear as rectangles in FIG. 6 and as circles in FIG. 7. Water is guided via line 41 according to arrows 42 through the heated area of the additional target carrier tube 55 .

Es kommt in diesem Bereich zu einem Wärmeaustausch. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, wird durch die Bohrungen 43, 44, 45, 40, 46 Wasser gepumpt und damit Wärme abgeführt. Das erwärmte Wasser tritt über die Leitung 48 entsprechend dem Pfeil 49 aus dem Bereich des rotierenden Targets.There is a heat exchange in this area. As can be seen from FIG. 7, water is pumped through the bores 43 , 44 , 45 , 40 , 46 and heat is thus removed. The heated water exits via line 48 according to arrow 49 from the area of the rotating target.

Während das Target 53, das Targetträgerrohr 54 und das zusätzliche Targetträgerrohr 55 rotieren, sind die Wasser­ zuführvorrichtung 50 und die Wasserabführvorrichtung 51 stationär angeordnet.While the target 53 , the target carrier tube 54 and the additional target carrier tube 55 rotate, the water supply device 50 and the water discharge device 51 are arranged stationary.

Auf diese Weise werden immer wieder andere Bohrungen bzw. Kühlkanäle zum Wärmeaustausch herangezogen.In this way there are always different holes or cooling channels used for heat exchange.

Der Betrieb kann entweder kontinuierlich (permanentes Rotieren des Targetaggregats, bestehend aus Target, Targetträgerrohr, Zusatztargetträgerrohr) erfolgen oder es kann ein schrittweises Stop-and-Go-Verfahren (Revolver-Methode) angewendet werden. Operation can either be continuous (permanent Rotating the target aggregate, consisting of target, Target carrier tube, additional target carrier tube) or it can be a gradual stop-and-go process (Revolver method) can be applied.  

Das kontinuierliche Verfahren, das heißt das permanente Drehen des rotierenden Targets, des Targetträgerrohrs und des zusätzlichen Targetträgerrohrs eignet sich besonders bei einem zusätzlichen Targetträgerrohr, das Feinbohrungen aufweist.The continuous process, that is, the permanent one Rotate the rotating target, the target carrier tube and the additional target carrier tube is suitable especially with an additional target carrier tube that Has fine bores.

In Fig. 7 ist gestrichelt mit 70 der Umriß der Wasserzu­ führvorrichtung bzw. der Wasserabführvorrichtung darge­ stellt. Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 6 und 7 ist in den Fig. 8 und 9 darge­ stellt.In Fig. 7 is dashed with 70 the outline of the water supply device or the water discharge device Darge provides. A modification of the embodiment of FIGS . 6 and 7 is shown in FIGS . 8 and 9 Darge.

Die Abwandlung besteht darin, daß anstelle der Wasserab­ führvorrichtung eine Wasserumlenkvorrichtung 52 vorgesehen ist. Der Aufbau und die Arbeitsweise dieser Wasserumlenk­ vorrichtung ist Fig. 9 zu entnehmen.The modification is that a water deflecting device 52 is provided instead of the Wasserab guide device. The structure and operation of this water deflecting device is shown in Fig. 9.

Durch den Kühlkanal 56 strömt entsprechend dem Pfeil 57 Wasser durch das zusätzliche Targetträgerrohr 55. Es gelangt in die Wasserumlenkvorrichtung 52. In dieser Wasserumlenkvorrichtung befindet sich eine Kanalkrümmung 58, die eine Umlenkung des Wasserstroms bewirkt. Das Wasser strömt dann über den Kanal 59 entsprechend dem Pfeil 60 aus dem zusätzlichen Targetträgerrohr.According to the arrow 57, water flows through the additional target carrier tube 55 through the cooling channel 56 . It gets into the water deflecting device 52 . In this water deflection device there is a channel bend 58 which causes the water flow to be deflected. The water then flows via the channel 59 according to the arrow 60 from the additional target carrier tube.

Wenn eine Mehrzahl von Kühlkanälen, wie in Fig. 9 gezeigt, hintereinander geschaltet werden, kann man eine mäanderförmige Durchströmung der erhitzten Bereiche und damit eine gute Kühlung erzielen. Die Wasserzuführung und die Wasserabführung kann dann über eine Habe bzw. über ein Rohrstück 61, siehe Fig. 8, erfolgen. If a plurality of cooling channels, as shown in FIG. 9, are connected in series, a meandering flow through the heated areas and thus good cooling can be achieved. The water supply and the water discharge can then take place via a handle or a pipe section 61 , see FIG. 8.

In den Fig. 6 bis 9 sind das rotierende Target mit 53, das Targetträgerrohr mit 54 und das zusätzliche Targetträgerrohr mit 55 bezeichnet. Bei den Ausführungs­ beispielen der Fig. 6 bis 9 ist das zusätzliche Target­ trägerrohr 55 eigens für die Unterbringung der Kühlkanäle vorgesehen. Selbstverständlich können Targetträgerrohr 54 und zusätzliches Targetträgerrohr 55 auch einstückig ausgebildet sein.In Figs. 6 to 9, the rotating target 53, the target carrier tube 54 and the additional target carrier tube 55 are indicated. In the execution of the Figure 6 examples. To 9 is the target additional support tube specially designed for the accommodation of the cooling channels 55. Of course, target carrier tube 54 and additional target carrier tube 55 can also be formed in one piece.

Die bisher kommentierten Ausführungsbeispiele des Gegen­ stands der Erfindung erfordern Abdichtungen zwischen der Innenwand des Targetträgerrohrs einerseits und der Magnete 28, 29, 30, 31 (Fig. 4), des Wasserleitblechs 37 (Fig. 5) andererseits. Weiterhin sind Abdichtungen zwischen dem zusätzlichen Targetträgerrohr 55 einerseits und der Wasserzuführvorrichtung, Wasserabführvorrichtung und Wasserumlenkvorrichtung andererseits notwendig. Diese Abdichtungen werden verwirklicht durch bekannte schleifen­ de Dichtungen oder nichtschleifende Dichtungen. Es kommen unter anderem in Frage: Spaltdichtungen, Labyrinth-Dich­ tungen und Rillen-Dichtungen.The previously commented embodiments of the subject of the invention require seals between the inner wall of the target carrier tube on the one hand and the magnets 28 , 29 , 30 , 31 ( Fig. 4), the water baffle 37 ( Fig. 5) on the other. Furthermore, seals between the additional target carrier tube 55 on the one hand and the water supply device, water discharge device and water deflection device on the other hand are necessary. These seals are realized by known grinding de seals or non-grinding seals. The following can be used: gap seals, labyrinth seals and groove seals.

Dichtungen zwischen der Innenwand 66 des Targetträgerrohrs und den Magneten werden vermieden bei dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 10. Innerhalb der im Magnetaggregat vorhandenen Freiräume 62, 63 sind Schläuche, beispiels­ weise Metallschläuche verlegt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Metallschläuche mit rechteckigem Quer­ schnitt 64, 65. Es können selbstverständlich auch Metall­ schläuche mit kreisrunden Querschnitt verwendet werden. Seals between the inner wall 66 of the target carrier tube and the magnets are avoided in the exemplary embodiment according to FIG. 10. Within the free spaces 62 , 63 present in the magnet assembly, hoses, for example metal hoses, are laid. In the present case, there are metal hoses with a rectangular cross section 64 , 65 . Of course, metal hoses with a circular cross-section can also be used.

Bei der Anwendung von Schläuchen kann man die Innenwand 66 des Targetträgerrohrs in Hinsicht auf den Druck des Kühlmediums entlasten. In vorteilhafter Weise können daher rotierendes Target und Targetträgerrohr reibungs­ loser rotieren. Bei einem schrittweise rotierenden Target wird, wenn ein Schritt eingeleitet werden soll, eine Druckentlastung in den Schläuchen 64, 65 vorgenommen.When using hoses, the inner wall 66 of the target carrier tube can be relieved with regard to the pressure of the cooling medium. Advantageously, therefore, rotating target and target carrier tube can rotate more smoothly. In the case of a step-by-step rotating target, pressure relief in the tubes 64 , 65 is carried out when a step is to be initiated.

Eine weitere Methode zur Druckentlastung der Innenwand 67 des Targetträgerrohrs wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 gezeigt. In den Freiräumen 62, 63 innerhalb des Magnetaggregats wird Kühlmedium geführt. Die Abgren­ zung der Kühlkanäle gegenüber der Innenwand 67 des Targetträgerrohrs wird von Membranen 68, 69 übernommen.Another method for relieving pressure on the inner wall 67 of the target carrier tube is shown in the exemplary embodiment according to FIG. 11. Coolant is guided in the free spaces 62 , 63 within the magnet assembly. The limitation of the cooling channels with respect to the inner wall 67 of the target carrier tube is taken over by membranes 68 , 69 .

Bei einem schrittweise Rotieren des rotierenden Targets und des Targetträgerrohrs wird immer dann, wenn ein Rotierschritt eingeleitet werden soll, eine Druckent­ lastung in den Kühlkanal 62, 63 vorgenommen. In dieser Situation werden auch die Membrane 68, 69 druckentlastet, sie nehmen dann ihre in Fig. 11 gezeigte Urform, das heißt druckentlastete Form, ein. Hierdurch wird die rotationsbeeinträchtigende Reibung an der Innenwand 67 reduziert oder eliminiert.With a gradual rotation of the rotating target and the target carrier tube, a pressure relief is carried out in the cooling channel 62 , 63 whenever a rotation step is to be initiated. In this situation, the diaphragms 68 , 69 are also relieved of pressure; they then assume their original form shown in FIG. 11, that is to say the form of relieved of pressure. As a result, the rotation-impairing friction on the inner wall 67 is reduced or eliminated.

Liste der EinzelteileList of items

 1 rotierendes Target
 2 Trägerrohr
 3 Wand
 4 Wand
 5 Rohrstück
 6 Rohrstück
 7 Pfeil
 8 Pfeil
 9 Innenraum
10 Magnetaggregat
11 Wasser
12 Plasmaposition, Plasma
13 Dichtung
14 Dichtung
15 Magnet
16 Magnet
17 Magnet
18 Magnet
19 Magnetjoch
20 Magnetjoch
21 Halteelement
22 Rohrleitung
23 Magnetaggregat
24 Pfeil
25 Pfeil
26 Leitung
27 Pfeil
28 Magnet
29 Magnet
30 Magnet
31 Magnet
32 Joch
33 Joch
34 Kanal
35 Kanal
36 Magnethalter
37 Leitblech
38 Innenwand
39 Bohrung
40 Bohrung
41 Leitung
42 Pfeil
43 Bohrung
44 Bohrung
45 Bohrung
46 Bohrung
48 Leitung
49 Pfeil
50 Wasserzuführvorrichtung
51 Wasserabführvorrichtung
52 Wasserumlenkvorrichtung
53 Target
54 Targetträgerrohr
55 zusätzliches Targetträgerrohr
56 Kanal
57 Pfeil
58 Kanalkrümmung
59 Kanal
60 Pfeil
61 Nabe
62 Freiraum, Kanal
63 Freiraum, Kanal
64 Querschnitt
65 Querschnitt
66 Innenwand
67 Innenwand
68 Membran
69 Membran
70 Umriß
71 Kanal
1 rotating target
2 support tube
3 wall
4 wall
5 pipe section
6 pipe section
7 arrow
8 arrow
9 interior
10 magnet unit
11 water
12 Plasma position, plasma
13 seal
14 seal
15 magnet
16 magnet
17 magnet
18 magnet
19 magnetic yoke
20 magnetic yoke
21 holding element
22 pipeline
23 magnet unit
24 arrow
25 arrow
26 line
27 arrow
28 magnet
29 magnet
30 magnet
31 magnet
32 yoke
33 yoke
34 channel
35 channel
36 magnetic holder
37 baffle
38 inner wall
39 hole
40 hole
41 line
42 arrow
43 hole
44 hole
45 hole
46 hole
48 line
49 arrow
50 water supply device
51 water drainage device
52 Water deflection device
53 target
54 target carrier tube
55 additional target carrier tube
56 channel
57 arrow
58 channel curvature
59 channel
60 arrow
61 hub
62 Free space, channel
63 Free space, channel
64 cross section
65 cross section
66 inner wall
67 inner wall
68 membrane
69 membrane
70 outline
71 channel

Claims (18)

1. Sputtervorrichtung insbesondere mit einer Magnetron­ katode mit rotierendem Target und einer Targetkühlung, die durch ein strömendes Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung konzen­ triert wird auf den oder die Bereiche des rotierenden Targets, der bzw. die der Hitzeentwicklung des Plasmas ausgesetzt sind.1. Sputtering device in particular with a magnetron cathode with a rotating target and a target cooling, which is carried out by a flowing cooling medium, preferably water, characterized in that the cooling is concentrated on the area or areas of the rotating target, or the heat development exposed to the plasma. 2. Sputtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Kühlmediums in demjenigen oder denjenigen Bereichen des rotierenden Targets, der bzw. die der Hitzeentwicklung des Plasmas ausgesetzt sind, verengt wird.2. Sputtering device according to claim 1, characterized records that the flow cross section of the cooling medium in one or those areas of the rotating Targets, the heat development of the plasma are exposed, is narrowed. 3. Sputtervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des rohrförmig ausgebil­ deten, rotierenden Targets, dem Plasma gegenüberliegend, mindestens ein Kühlkanal für das strömende Kühlmedium angeordnet ist. 3. Sputtering device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that in the interior of the tubular training rotating targets opposite the plasma, at least one cooling channel for the flowing cooling medium is arranged.   4. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche mit einem rotierenden Target, das auf einem rotierenden Targetträgerrohr angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Innenraums, der von der Innenwand des Targetträgerrohrs umschlossen wird, mindestens ein Kühlkanal angeordnet ist.4. Sputtering device according to one or more of the preceding claims with a rotating target, which is attached to a rotating target carrier tube is characterized in that within the interior, which is enclosed by the inner wall of the target carrier tube is arranged, at least one cooling channel. 5. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche mit einem Magnetaggregat, das stationär innerhalb des rotierenden Targets angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (28, 29, 30, 31) des Magnetaggregats mindestens einen Kühlkanal (34, 35) bilden.5. Sputtering device according to one or more of the preceding claims with a magnet assembly, which is arranged stationary within the rotating target, characterized in that the magnets ( 28 , 29 , 30 , 31 ) of the magnet assembly form at least one cooling channel ( 34 , 35 ). 6. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetaggregat mit einem Leitblech (37) versehen ist, das zusammen mit der Innenwand (38) des rotierenden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs einen Kühlkanal (71) bildet.6. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the magnet assembly is provided with a guide plate ( 37 ) which forms a cooling channel ( 71 ) together with the inner wall ( 38 ) of the rotating target or the rotating target carrier tube. 7. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetträgerrohr (54) bzw. das zusätzliche Target­ trägerrohr (55) in seiner Wand Kühlkanäle (40) aufweist, die während ihrer kontinuierlichen Rotation durch den dem Plasma benachbarten Bereich hindurchgeführt und in diesem Bereich mit Kühlmedium durchströmt werden. 7. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the target carrier tube ( 54 ) or the additional target carrier tube ( 55 ) in its wall has cooling channels ( 40 ) which are guided during their continuous rotation through the area adjacent to the plasma and cooling medium flows through in this area. 8. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetträgerrohr (54) bzw. das zusätzliche Target­ trägerrohr (55) in seiner Wand Kühlkanäle (40) aufweist, die schrittweise, nach dem Stop-and-Go-Verfahren, während der Rotation durch den dem Plasma benachbarten Bereich hindurchgeführt und in diesem Bereich mit Kühlmedium durchströmt werden.8. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the target carrier tube ( 54 ) or the additional target carrier tube ( 55 ) has cooling channels ( 40 ) in its wall, which gradually, according to the stop-and-go method , are passed through the area adjacent to the plasma during the rotation and cooling medium flows through in this area. 9. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein im Targetträgerrohr (54) bzw. im zusätz­ lichen Targetträgerrohr (55) angeordneter erster Kühlkanal (56) von der einen Seite des Targetträgerrohrs bzw. des zusätzlichen Targetträgerrohrs (55) angeströmt und durchströmt wird und daß das Kühlmedium auf der gegenüber­ liegenden Seite des Targetträgerrohrs (54) bzw. des zusätzlichen Targetträgerrohrs (55) mittels einer Umlenk­ vorrichtung (52) umgelenkt wird, in einen zweiten Kühl­ kanal (59) des Targetträgerrohrs strömt und diesen zweiten Kühlkanal in Hinsicht auf die erste Durchströmung in entgegengesetzte Richtung durchströmt.9. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one in the target carrier tube ( 54 ) or in the additional union target carrier tube ( 55 ) arranged first cooling channel ( 56 ) from one side of the target carrier tube or the additional target carrier tube ( 55 ) flowed and flowed through and that the cooling medium on the opposite side of the target carrier tube ( 54 ) or the additional target carrier tube ( 55 ) by means of a deflection device ( 52 ) is deflected, flows into a second cooling channel ( 59 ) of the target carrier tube and this flows through in the opposite direction with respect to the first flow. 10. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung für die Kühlkanäle im Targetträger­ rohr bzw. im zusätzlichen Targetträgerrohr die Kühlkanäle im Targetträgerrohr bzw. im zusätzlichen Targetträgerrohr und die Umlenkvorrichtung für die Kühlkanäle gemeinsam ein mäanderförmig ausgebildetes Kühlkanal-System im Bereich der Hitzeentwicklung des Plasmas bilden. 10. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the supply device for the cooling channels in the target carrier tube or in the additional target carrier tube the cooling channels in the target carrier tube or in the additional target carrier tube and the deflection device for the cooling channels together a meandering cooling channel system in the Form the area of heat generation of the plasma.   11. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als schleifende Dichtung ausgebildet ist.11. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the seal between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other is designed as a sliding seal. 12. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als nichtschleifende Dichtung ausgebildet ist.12. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the seal between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other is designed as a non-grinding seal. 13. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als Labyrinth-Dichtung ausgebildet ist.13. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the seal between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other is designed as a labyrinth seal. 14. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als Spalt-Dichtung ausgebildet ist. 14. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the seal between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other is designed as a gap seal.   15. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem rotierenden Target bzw. dem rotierenden Targetträgerrohr einerseits und den statio­ nären Bauteilen, wie Magnetaggregat, Leitblech, Zuführvor­ richtung, Abführvorrichtung, Umlenkvorrichtung anderer­ seits als Rillen-Dichtung ausgebildet ist.15. Sputtering device according to one or more of the previous claims, characterized in that the seal between the rotating target or the rotating target carrier tube on the one hand and the statio nary components, such as magnetic unit, baffle, feeder direction, discharge device, deflection device other is designed as a groove seal. 16. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle als schlauchartige, Kühlmedium führende Organe (64, 65) ausgebildet sind, die im Bereich der Hitzeentwicklung des Plasmas, vorzugsweise zwischen den Magneten, angeordnet sind.16. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cooling channels are designed as hose-like organs ( 64 , 65 ) carrying cooling medium, which are arranged in the region of the heat development of the plasma, preferably between the magnets. 17. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen Organe einen Querschnitt aufweisen, der im wesentlichen dem freien Querschnitt (62, 63) zwischen den Magneten entspricht.17. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hose-like members have a cross section which corresponds essentially to the free cross section ( 62 , 63 ) between the magnets. 18. Sputtervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Innenseite (67) des rotierenden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs benachbarte Bereich der Umhüllung mindestens eines im Magnetaggregat angeord­ neten Kühlkanals (62, 63) als Membran (68, 69) ausgebildet ist oder durch eine Membran abgestützt wird, die bei Druckentlastung im Kühlkanal aufgrund ihrer Formgebung einen Abstand der Umhüllung zur Innenseite des rotierenden Targets bzw. des rotierenden Targetträgerrohrs herstellt.18. Sputtering device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the region of the casing adjacent to the inside ( 67 ) of the rotating target or of the rotating target carrier tube has at least one cooling channel ( 62 , 63 ) arranged in the magnet unit as a membrane ( 68 , 69 ) is formed or is supported by a membrane which, when the pressure in the cooling channel is relieved, creates a distance between the casing and the inside of the rotating target or the rotating target carrier tube due to its shape.
DE19914117368 1991-05-28 1991-05-28 Sputtering device with rotating magnetron cathode target - concentrates cooling medium pref. water onto target surface heated by plasma Withdrawn DE4117368A1 (en)

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