DE4410466C1 - Targethalterung, Target und ihre Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Targethalterung für die Montage bzw. Demontage eines Targets nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, und ein an diese angepaßtes Target.

Targethalterungen dieser Art sind aus EP-A 0 512 456 entsprechend der US-A 5 269 894 bekannt, wobei auch auf den darin erläuterten Stand der Technik und die beschriebenen Probleme bei derartigen Targethalterungen bezüglich Montage/Demontage verwiesen wird.

Eine Targetbefestigung bei Zerstäubungsquellen mit Schrauben ist äußerst zeitaufwendig, was dazu führt, daß in diesen Fällen oft ganze Quellenteile, z. B. bei Magnetronquellen die Kühlanordnung, gewechselt werden oder gar die ganze Quelle, d. h. bei Magnetronquellen, mit Kühlanordnung und Magnetanordnung, gewechselt wird. Dabei ist der Einsatz von Spezialwerkzeugen unumgänglich.

Bajonett-Targetbefestigungen, wie sie spezieller Gegenstand der EP-A 0 512 456 sind, oder von Targetbefestigungen, wie sie aus DE-A 40 20 659 bekannt sind, bedürfen zusätzlicher bewegter Elemente, z. B. von Kugeln, bergen die Gefahr der Partikelbildung durch Reibeingriff und/oder des Kaltverschweissens relativ der zueinander bewegten und verspannten Teile und bringen, wie der kühlmembranverspannte Bajonettverschluß gemäß der EP-A-0 512 456 die Gefahr in sich, daß bei der notwendigen Drehbewegung die relativ dünne Wärmeleitmembran zwischen Kühlkanälen und Target beschädigt wird.

Die erfindungsgemäße Targethalterung ist insbesondere für Zerstäubungsquellen oder Bogenverdampfungsquellen vorgesehen, insbesondere für Magnetronquellen, die mit hohen Leistungen betreiben werden können und spezielle Anforderungen an die Effizienz der Kühlanordnung stellen. Bezüglich Bogenverdampfungstechnik wird auf die US-A 4 673 477 oder die US-A 4 839 011, insbesondere was den Aufbau solcher Quellen anbelangt, verwiesen.

Im weiteren können die in die erfindungsgemäße Targethalterung zu montierende Targets beliebige Körperformen aufweisen, sind aber vorzugsweise plattenförmig mit beliebigem, aber vorzugsweise rundem Umriß; Targetplatten sind besonders einfach zu fertigen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Targethalterung der genannten Art und ein daran angepaßtes zu schaffen, durch welche ein einfacher und schneller Targetwechsel werkzeuglos, ohne Gefahr von Beschädigungen und ohne Beeinträchtigung eines guten Kühlkontaktes möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Targethalterung, nach dem Anspruch 1, gelöst.

Dadurch, daß im wesentlichen parallel zur Membranebene verschiebliche Eingreifbolzen vorgesehen sind, die gegebenenfalls im Sinne einer mechanischen Umkehr auch am Target angeordnet sein könnten, wird eine exakte Positionierung eines mit entsprechender Einnehmung gemäß Anspruch 7 versehenen Targets möglich, und durch Druckbeaufschlagung des Kühlsystems und entsprechendes Spannen der Membran gegen die Targetrückseite wird das Target starr an den eingeführten Eingreifbolzen klemmend in Position gehalten, so daß die Membran an der Targetrückseite einen optimalen Wärmekontakt aufrechterhalten kann.

Obwohl es durchaus möglich wäre, die Eingreifbolzen kraftschlüssig in die entsprechende Einnehmung am Target einzutreiben, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 und 3, die Eingreifbolzen federgespannt derart, daß sie beim Einführen des Targets selbsttätig erst nach außen gedrückt werden und dann, wenn die Einnehmung am Target mit ihnen fluchtet, darin einschnappen.

Zum Entfernen des Targets nach Entspannung des Kühlsystems können die Eingreifbolzen mit Entriegelungsmitteln gemäß Anspruch 4 rückgeholt werden, zu deren Realisation sich eine Vielzahl Ausbildungsvarianten eröffnet, welche jedoch in der bevorzugten Ausführungsform an den Wandteilen der Targethalterung gelagert sind, um eine werkzeuglose Montage bzw. Demontage zu ermöglichen.

Üblicherweise sind Targets mit halterungsseitigen Berandungen des Aufnahmeraumes im wesentlichen bündig montiert, so daß, auch nach Lösen der Befestigung durch Entspannen des Kühlsystems und Rückholen der erfindungsgemäß vorgesehenen Eingreifbolzen, ein manuelles Ergreifen des auswechselnden Targets nur schwer möglich ist.

Um dies zu erleichtern, kann nach Anspruch 6 eine Federanordnung vorgesehen werden, welche bei Entriegelung der Eingreifbolzen das Target hochstößt, so daß es bequem ergriffen werden kann.

Bezüglich der Entriegelungsmittel zum Rückholen der Eingreifbolzen muß an dieser Stelle ausgeführt werden, daß es ohne weiteres möglich ist, die Eingreifbolzen umgekehrt als in Anspruch 2 spezifiziert nach außen federnd zu spannen, sie nach Eingreifen formschlüssig in die Einnehmung am Target einzutreiben, d. h. ein mit den Bolzen zum Verriegeln in Eingriff gelangendes Verriegelungsmittel vorzusehen, derart, daß nach Entfernen des Entriegelungsmittels die Eingreifbolzen federgetrieben und selbsttätig das Target freigeben, d. h. nach außen getrieben werden.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

Diese zeigt

Fig. 1 schematisch und vereinfacht einen Querschnitt durch Kombination einer erfindungsgemäßen Anordnung und eines erfindungsgemäßen Targets an einer erfindungsgemäßen Magnetronquelle,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1 bei verriegelter und gespannter Targethalterung,

Fig. 3 eine Darstellung analog zu Fig. 2 bei entriegelter und freigegebener Targetplatte.

Gemäß Fig. 1 ist ein Target 1, hier in der bevorzugten Plattenform und vorzugsweise rund dargestellt mit bereits fortgeschrittenen Erosionsgräben 13, in einen anlageseitigen bzw. quellenseitigen, für die Targetplatte 1 vorgesehenen Aufnahmeraum 3 eingelegt. Der Aufnahmeraum 3 für eine wie auch immer geformte Targetplatte 1, rund, oval oder rechteckig, aber vorzugsweise rund, weist mindestens zwei sich gegenüberliegende Wandungsteile 5 auf. Wie schematisch in Fig. 1 angedeutet, ist eine Kühlanordnung rückseitig der Targetplatte an der Quelle vorgesehen, welche grundsätzlich ein Kühlmediumskanalsystem umfaßt, das gegen den Aufnahmeraum 3 hin mittels einer wärmeleitenden Membran 7, beispielsweise einer Kupfermembran, dichtend verschlossen ist. Eine solche Kühlanordnung kann eine separate Kühlplatte sein, ist bei der Ausführung gemäß Fig. 1 ausgebildet durch die Räume 9, in welche, wie schematisch gezeigt, Kühlmediumsleitungen 11 ein- und ausmünden. Durch sie wird ein Kühlmedium, wie Wasser, druckbeaufschlagt, ein- bzw. ausgelassen. Bei der bevorzugten Realisation der vorliegenden Erfindung an Magnetronquellen sind, wie in Fig. 1 dargestellt, Magnete 10, durch die Membran 7 von der Targetplatte 1 getrennt, vorgesehen. Diese können, wie bekannt, stationär oder bewegt sein, um die Ausbildung des Erosionsgrabens 13 zu beeinflussen. In den mindestens zwei sich gegenüberliegenden Wandungsteilen 5 sind im wesentlichen, parallel zur Ebene E der Membran 7, Führungsbohrungen 12 eingearbeitet, bevorzugterweise durchgehend, worin die Eingreifbolzen 14 in bevorzugter Ausführungsform gegen das Innere des Aufnahmeraumes 3 hin mittels Federn 16 federgespannt sind. Detaillierter ist diese Anordnung in den Fig. 2 und 3 ersichtlich.

Bei wie in Fig. 1 und 2 dargestellter eingelegter und verspannter Targetplatte 1 greifen die Eingreifbolzen 14 in mindestens eine Einnehmung targetplattenseitig ein. Diese Einnehmung kann durch Bohrungen gebildet sein, ist aber bevorzugterweise eine längsausgedehnte oder gar umlaufende Nut 18. Die Bolzen 14 sind mit Schrägflächen 20 versehen, derart, daß bei Einschieben der Targetplatte 1 dann, wenn die Nut 18 auf die Bolzen 14 ausgerichtet ist, letztere automatisch einschnappen. Die Targetplatte 1 kann dabei senkrecht zur Membranebene eingelegt werden, kann gegebenenfalls aber auch, wie mit der Richtung y in Fig. 1 angedeutet, seitlich oder mindestens auch seitlich in den Aufnahmeraum 3 eingeschoben werden. Entsprechend der Bewegung von Targetplatte zum Ausrichten der Nut 18 auf die Bolzen 14 sind auch die Schrägflächen 20 angeordnet, so daß bei dieser Bewegung die Bolzen vorerst selbsttätig in die in Fig. 3 dargestellte Entriegelungsposition geschoben werden, dies gegen die Kraft der Feder 16, bis sie einschnappen.

Im gespannten Zustand ist die Kühlanordnung durckbeaufschlagt, wie in den Fig. 1 und 2 mit p dargestellt, so daß, wie insbesondere in Fig. 2 ersichtlich, die Targetplatte 1 im Bereich 22 an die eingeschnappten Bolzen 14 gepreßt wird.

Zum Demontieren der Targetplatte 1 wird nach Druckentspannung (p=0) ein Entriegelungsschieber 24, wie mit dem Pfeil A in Fig. 3 dargestellt, auf eine Schrägfläche 26 an den Bolzen 14 gedrückt, wodurch letzterer gegen die Kraft der Federn 16 aus dem Eingriff mit der Targetplatte 1 geschoben wird. Dies in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3.

Zur Erleichterung der Targetplattenentnahme sind Stoßfedern 28 vorgesehen, welche einerseits quellenseitig abgestützt sind und welche andererseits auf Widerlagerflächen 30 an der Targetplatte 1 wirken. Dadurch wird die Targetplatte im entriegelten Zustand und nachdem, wie in Fig. 3 mit p=0, dargestellt, die Kühlmediumsanordnung entlastet wurde, in Richtung C hochgehoben, so daß sie einfach ergriffen und entfernt werden kann. Dies ist selbstverständlich vornehmlich dann notwendig, wenn die Quelle eine im wesentlichen nach oben gerichtete zu zerstäubende Fläche entsprechend 13 aufweist.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist auch der Entriegelungsschieber 24 mittels Federn 34 so vorgespannt, daß er gegen deren Kraft, d. h. selbsttätig rückgeführt, zur Entriegelung der Bolzen 14 in Richtung A eingedrückt werden kann.

Claims (10)

1. Targethalterung für die Montage und Demontage eines Targets an einer Zerstäubungs- oder Bogenverdampfungsquelle, wobei die Targethalterung eine unter den Druck des Kühlmediums setzbare Kühlkanalanordnung (9), die targetseitig von einer eine Ebene (E) definierenden Membran (7) verschlossen ist, sowie Befestigungsmittel für das Target (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Targethalterung von der Ebene (E) der Membran (7) vorstehende Wandteile (5) aufweist, die einen Aufnahmeraum (3) für das Target mindestens teilweise umgrenzen, und daß die Befestigungsmittel als Eingreifbolzen (14) ausgebildet sind, die in den Wandteil (5) im wesentlichen parallel zu der Ebene (E) der Membran (7) verschiebbar gelagert sind.

2. Targethalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifbolzen (14) federgespannt (16) sind, vorzugsweise gegen den Aufnahmeraum (3) hin.

3. Targethalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen den Aufnahmeraum (3) gerichteten Enden der Bolzen (14) von der Membran (7) weggerichtete Abschrägungen (20) aufweisen.

4. Targethalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wandteilen (5) verschiebbare Entriegelungsmittel (24) gelagert sind, welche mit den Eingreifbolzen (14) in Wirkverbindung stehen.

5. Targethalterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsmittel (24) im wesentlichen senkrecht zur Membranebene (E) an den Wandteilen (5) verschieblich gelagerte Verschiebeorgane umfassen, welche vorzugsweise über Schrägflächen (26) auf die Eingreifbolzen (14) wirken.

6. Targethalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen senkrecht zur Membranebene (E) wirkende Federorgane (28) vorgesehen sind, welche einerseits kühlkanalseitig (9) abgestützt und andererseits zur Abstützung am Target (1) ausgebildet sind.

7. Target zur Montage an einer Targethalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in seinen Seitenflächen mindestens eine Einnehmung (18) für die Eingreifbolzen aufweist, vorzugsweise in Form einer längsausgedehnten Nut oder von Einbohrungen.

8. Targethalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit daran montiertem Target nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifbolzen (14) in die Einnehmung (18) eingreifen und das Target (1) durch Druckbeaufschlagung der Kanalanordnung (9) mit Kühlmedium, über die Membran (7), gegen die Eingreifbolzen (14) verspannt ist.

9. Targethalterung mit daran montiertem Target nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen senkrecht zum Membranebene (E) wirkende Federorgane (28) sich einerseits kühlkanalanordnungsseitig (4) abstützen, andererseits gegen das Target (1) gespannt sind.

10. Verwendung einer Targethalterung nach einem der Ansprüche 1-6, 8 und 9 in einer Vakuumprozeßkammer.