DE19648390A1

DE19648390A1 - Target for the sputter cathode of a vacuum coating plant

Info

Publication number: DE19648390A1
Application number: DE1996148390
Authority: DE
Inventors: Norbert Wollenberg
Original assignee: Leybold Materials GmbH
Current assignee: Wollenberg Norbert 63538 Grosskrotzenburg De
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-05-28

Abstract

A target for the sputter cathode of a vacuum coating plant, has a frame (3,4,5) at least partially enclosing the target material, which is fixed to the cathode backplate (9) and has a number of integral tongues or projections (3a,3b...7a,7b) parallel to the target plant which engage corresponding slots (24 to 27) in plate-like target material sections (21,22,23) and hold the latter firmly on the cathode backplate (9) or on an intermediate parting film (20) on the backplate (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Target für die Sputter kathode einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einem das zu zerstäubende Material zumindest teilweise umschließenden Rahmen und mit einer Vielzahl sich vom Rahmen aus in einer zur Targetebene parallelen Ebene erstreckenden, mit den Rahmenteilen fest verbundenen Zungen oder leistenförmigen Vorsprün gen und einer die Rahmenteile haltenden Rücken platte nach Patent (Patentanmeldung DE 195 35 894 .5).The invention relates to a target for the sputter cathode of a vacuum coating system with a the material to be atomized at least partially enclosing frame and with a variety yourself from the frame in a parallel to the target plane Level extending, with the frame parts firmly connected tongues or strip-shaped projections gen and a back holding the frame parts plate according to patent (patent application DE 195 35 894 .5).

Um eine bessere Kühlung bei der Kathodenzerstäu bung von Targets zu erreichen, ist es bekannt (DE-A-36 03 646), den plattenförmig ausgeformten Targetwerkstoff mit Hilfe von Klemmen oder Pratzen auf der Kathodengrundplatte, die im allgemeinen mit einer Wasserkühlung versehen ist, fest zu ver binden.For better cooling during cathode sputtering It is known to achieve targets (DE-A-36 03 646), the plate-shaped Target material with the help of clamps or claws on the cathode base plate, which in general is provided with water cooling, ver tie.

Bekannt ist weiterhin eine Targetanordnung für ei ne Kathodenzerstäubungsanlage mit geschlossener Kathodengestalt, mit einem Targetkörper, der mit tels einer lösbaren Befestigungseinrichtung an ein Kühlsystem ankoppelbar ist, wobei zwischen dem Targetkörper und dem Kühlsystem eine Trennmembran vorgesehen ist, die zum einen mit dem Kühlsystem und zum anderen mit dem Targetkörper durch ge trennte Befestigungseinrichtungen in Verbindung steht (DE-A-42 01 551).A target arrangement for egg is also known ne cathode sputtering system with closed Cathode shape, with a target body that with means of a releasable fastening device Cooling system can be coupled, between which Target body and the cooling system a separation membrane is provided, on the one hand with the cooling system and on the other hand with the target body by ge separated fastening devices in connection stands (DE-A-42 01 551).

Bekannt ist auch eine Zerstäubungskathode (DE-A-42 01 551), die nach dem Magnetronprinzip arbeitet, mit einem Kathodenkörper, der mit einem eine Zerstäubungsfläche und eine Umfangsfläche aufweisenden Target ausgestattet ist, wobei hinter dem Target ein Magnetsystem mit ineinander liegen den Polen entgegengesetzter Polarität zur Erzeu gung von magnetischen Feldlinien vorgesehen ist, die aus dem Target austreten und nach Durchlaufen von bogenförmigen Bahnen wieder in das Target ein treten , wobei die außerhalb der Erosionszone lie genden Randbereiche des Targets von einem parallel zur Zerstäubungsfläche verlaufenden, einen Innen rand aufweisenden Fortsatz der Dunkelraumabschir mung überdeckt sind. Die Dunkelraumabschirmung ist elektrisch schwimmend angeordnet und durch einen Spalt vom Target getrennt, der derart groß ist, daß zwischen Target und Dunkelraumabschirmung kein Plasma zünden kann, so daß nur das frei liegende Target zerstäubt wird.A sputtering cathode is also known (DE-A-42 01 551) based on the magnetron principle works with a cathode body that works with a an atomizing surface and a peripheral surface having the target, behind the target is a magnetic system with each other polarity of opposite polarity to produce provision of magnetic field lines is provided, which emerge from the target and after passing through it of arcuate tracks back into the target kick, which is outside the erosion zone edge areas of the target from a parallel to the atomizing surface, an inside extension of the darkroom screen with a rim are covered. The dark room shield is arranged electrically floating and by one Gap separated from the target, which is so large that between target and dark room shielding none Plasma can ignite, so that only the exposed Target is atomized.

Bekannt ist weiterhin eine Sputterquelle mit Tar getanordnung und Halterung (DE 44 36 176), bei der an der Targetanordnung sowie der Halterung inein andergreifende Vorsprünge und Einnehmungen vorge sehen sind, welche in Richtung senkrecht zur Tar getausdehnung formschlüssig ineinandergreifen, wenn Targetanordnung und Halterung im wesentlichen linear in einer vorgegebenen Richtung, parallel zur Targetausdehnung, ineinander geschoben werden, wobei weiter mindestens eine lösbare Arretierung an der Halterung vorgesehen ist, welche die er wähnte Relativbewegung arretiert.A sputter source with tar is also known done order and bracket (DE 44 36 176), at on the target arrangement and the holder engaging protrusions and intakes see which are in the direction perpendicular to the tar meshing interlocking, if target assembly and bracket essentially linear in a given direction, parallel for target expansion, are pushed into each other, wherein at least one releasable locking device is provided on the bracket which he imagined relative movement locked.

Schließlich ist eine Targetplatte für Kathodenzer stäuber bekannt (CH 665 057), die an ihrer von der zu zerstäubenden Fläche abgewandten Seite wenig stens eine Ausnehmung aufweist, in welche mittels einer formschlüssigen Federverbindung ein Hilfs körper für die Befestigung an einer Unterlage ein gesetzt ist.Finally, is a target plate for cathode zeros stäuber known (CH 665 057), at their from the little side facing away from the atomizing surface least has a recess into which means a positive spring connection an auxiliary body for attachment to a base is set.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, ein Target zu schaffen, das sich zum einen insbesondere zum Beschichten von großflächigen Substraten, z. B. Fensterscheiben, eignet und zum anderen preiswert herstellbar ist. Außerdem soll das abgenutzte Target mit vergleichsweise geringem Aufwand wieder aufarbeitbar sein und eine beson ders rasche Montage bzw. Demontage an der Kathode ermöglichen. Schließlich soll die Kühlung des Tar getwerkstoffs während des Sputtervorgangs verbes sert werden.The object of the present invention is to achieve reasons to create a target that, on the one hand especially for coating large areas Substrates, e.g. B. window panes, suitable and another is inexpensive to manufacture. In addition, should the worn target with comparatively little Effort can be worked up again and a special rapid assembly or disassembly on the cathode enable. Finally, the cooling of the tar material during the sputtering process be tested.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vielzahl sich vom Rahmen aus in einer zur Targetebene parallelen Ebene erstreckender, mit den Rahmenteilen fest verbundener Zungen oder leistenförmiger Vorsprünge, die in diesen Zungen oder Vorsprüngen angepaßte, in den Targetwerkstoff eingeschnittene Schlitze oder Aussparungen ein greifen und den Targetwerkstoff fest auf der Ka thodenrückenplatte halten.This object is achieved according to the invention through a multitude of oneself from the frame in one plane parallel to the target plane, with the frame parts of firmly connected tongues or ledge-shaped projections in these tongues or protrusions matched to the target material incised slots or recesses grip and the target material firmly on the Ka hold the chest back plate.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Pa tentansprüchen näher gekennzeichnet.Further details and features can be found in Pa claims more clearly marked.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den an hängenden Zeichnungen näher dargestellt, und zwar zeigen:The invention allows a wide variety of designs opportunities for; one of them is in the an hanging drawings shown in more detail demonstrate:

Fig. 1 das Endstück eines Rahmens mit Rücken platte und Kontaktfolie, jedoch ohne Targetwerkstoff, in perspektivischer Ansicht und im Querschnitt, Fig. 1, the end piece plate with a frame back and contact the film, but without the target material, in perspective view and in cross-section,

Fig. 2 das Endstück gemäß Fig. 1, jedoch er gänzt durch den Targetwerkstoff in Ge stalt von plattenförmigen, längsge schlitzten Zuschnitten und Fig. 2 shows the end piece according to FIG. 1, however, it complements the target material in Ge shape of plate-shaped, longitudinally slotted blanks and

Fig. 3 perspektivische Teildarstellungen der Targetwerkstoff-Zuschnitte einzeln und im Zusammenbau. Fig. 3 perspective partial representations of the target material blanks individually and in assembly.

Das Target besteht aus vier Profilzuschnitten 3, 4, 5, . . ., die alle zusammen einen länglichen, rechteckigen Rahmen bilden, und einem kürzer be messenen Mittelsteg 7, der so zwischen den Rahmen teilen 3, 4, 5,. . . angeordnet ist, daß er sich ei nerseits parallel zu den beiden Seitenteilen 3, 4 erstreckt und andererseits Spalte A,. . . mit den beiden Kopfteilen 5,. . . bildet. Die seitlichen Rahmenteile 3, 4 und auch die beiden Kopfteile 5,. . . sind jeweils mit seitlich abstehenden Vor sprüngen bzw. Zungen 2a, . . ., 3a, 3b, . . ., 4a, 4b, . . . versehen, die sich bis in die vom Mittelteil 7 und den Seitenteilen 3, 4 gebildeten Zwischenräume B bzw. C erstrecken. Auch das Mittelteil 7 ist mit sich in die Zwischenräume B, C erstreckenden Zungen 7a, 7b,. . . bzw. 7a', 7b', . . . versehen. Das in Fig. 2 dargestellte Target wird mit der Kathodengrund platte 9 der Kathode verschraubt, wozu die Rahmen teile 3, 4, 5, . ., 7 mit einer Vielzahl von Bohrungen 11 bis 19 versehen sind. Um den Wärmeübergang vom die Zwischenräume A, B, C,. . . auffüllenden Target werkstoff zur Rückenplatte bzw. Kathodengrundplat te 9 zu verbessern, ist eine Folie 20 aus einem die Wärme gut leitenden Werkstoff zwischen den Targetwerkstoff-Zuschnitten 21, 22, 23 bzw. den Rah menteilen 3, 4, 5,. . .,7 eingelegt.The target consists of four profile sections 3 , 4 , 5 ,. . ., All of which together form an elongated, rectangular frame, and a shorter be measured central web 7 , which thus share between the frames 3 , 4 , 5 ,. . . is arranged that it extends on the one hand parallel to the two side parts 3 , 4 and on the other hand column A ,. . . with the two headboards 5 ,. . . forms. The side frame parts 3 , 4 and also the two head parts 5 ,. . . are each with laterally protruding jumps or tongues 2 a,. . ., 3 a, 3 b,. . ., 4 a, 4 b,. . . provided, which extend into the intermediate spaces B and C formed by the central part 7 and the side parts 3 , 4 . The middle part 7 is also in the spaces B, C extending tongues 7 a, 7 b ,. . . or 7 a ', 7 b',. . . Mistake. The target shown in Fig. 2 is screwed to the cathode base plate 9 of the cathode, for which purpose the frame parts 3 , 4 , 5 ,. ., 7 are provided with a plurality of bores 11 to 19 . To the heat transfer from the spaces A, B, C ,. . . filling target material to improve the back plate or cathode base plate 9 , is a film 20 made of a heat-conducting material between the target material blanks 21 , 22 , 23 and the frame parts 3 , 4 , 5 ,. . ., 7 inserted.

Zur Herstellung des Targets werden die Rahmenteile 3, 4, 5, . . ., 7 auf eine Grundplatte 9 mit Hilfe von Schrauben aufgeschraubt, derart, daß die Rahmen teile spaltenfrei auf der Oberseite der Platte 9 aufliegen und dabei die plattenförmigen Target werkstoffzuschnitte 21, 22, 23,. . . halten, die, wie Fig. 3 zeigt, mit Längsnuten 24 bis 27 und Nuten an ihren Stirnflächen (nicht sichtbar) versehen sind, in die die Zungen 2a, . . .3a, . . .4a, 7a,. . .7a',. . . einfassen. Die Zungen sind in ihrer Dicke D so bemessen, daß sie spielfrei in die Nu ten 24 bis 27 passen und die tafel- oder platten förmigen Targetwerkstoffzuschnitte 21, 22, 23, . . . gegen die Trennfolie 20 oder, falls auf diese ver zichtet wird, gegen die Oberseite der Grundplatte 9 pressen.To manufacture the target, the frame parts 3 , 4 , 5 ,. . ., 7 screwed onto a base plate 9 with the aid of screws, in such a way that the frame parts rest without gaps on the top of the plate 9 and the plate-shaped target material cuts 21 , 22 , 23 ,. . . hold, which, as FIG. 3 shows, with longitudinal grooves 24 to 27 and grooves at their end faces (not seen), into which the tongues 2 a. . . 3 a,. . . 4 a, 7 a ,. . . 7 a ',. . . mounting. The tongues are dimensioned in their thickness D so that they fit without play into the nu 24 to 27 and the panel or plate-shaped target material cuts 21 , 22 , 23 ,. . . press against the release film 20 or, if this is not used, press against the top of the base plate 9 .

Claims

1. Target for the sputtering cathode of a vacuum coating device according to patent (patent application DE 195 35 894.5), with a material to be atomized ( 21 , 22 , 23 ,...) At least partially enclosing, with the cathode back plate ( 9 ) screwed (. 3, 4, 5,.. 7) frame and with a plurality of frames (3, 4, 5,... 7) from extending in a tebene to Targe plane parallel to the frame parts (3, 4, 5 ,... 7 ) firmly connected tongues or strip-shaped projections ( 3 a, 3 b,.. 4 a, 4 b, ... 7 a, 7 b...), Which in these tongues or projections ( 2 a,.., 3 a, 3 b,... 4 a, 4 b,.. 7 a, 7 b ,...) adapted into the plate-shaped target material blanks ( 21 , 22 , 23 ,. .) Cut into slots or recesses ( 24 to 27 ) and hold the target material blanks firmly on the cathode back plate ( 9 ) or on a backing plate on the cathode backing plate ( 20 ).

2. Target according to claim 1, characterized in that the tongues or projections extending in a plane parallel to the target plane ( 2 a,..., 3 a, 3 b,... 4 a, 4 b,... 7 a, 7 b,...) Are formed in one piece with the frame parts ( 3 , 4 , 5 ,... 7 ).

3. Target according to claim 1, characterized net that the one in the target level parallel plane extending tongues or Projections screwed to the frame parts, are welded or mortised.

4. Target according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the frame consists of several Metal profile blanks is formed where ver with the individual cuts together screws or with the help of plug connections are put together.

5. Target according to one or more of the preceding claims, characterized in that the profile blanks forming the frame have a substantially rectangular cross-section and the tongues or strip-shaped projections ( 2 a,... 3 a, 3 b,... 4 a, 4 b,.. 7 a, 7 b,...) With the target material blanks ( 21 , 22 , 23 ,...) Facing side surfaces of the profile blanks are connected.

6. Target according to one or more of the preceding claims, characterized in that the frame ( 3 , 4 , 5 ,... 7 ) forming sections are formed from copper.

7. Target according to one or more of the preceding claims, characterized in that the frame ( 3 , 4 , 5 ,...) Has an elongated, approximately rectangular configuration, wherein between the long, mutually parallel frame side panels ( 3 , 4th ) a longitudinal to these sen extending central web ( 7 ) is provided, the length of which is dimensioned shorter than the slopes of the two side parts ( 3 , 4 ) of the frame.