DE19916941A1 - Kühlfinger für eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung - Google Patents

Abstract

Kühlfinger für eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung, die aus einem Kopf (1) mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil (2), der eine begrenzte Bohrung (3) in Längsrichtung aufweist, besteht, bei dem der Kopf (1) einen Eintritt (4) und einen Austritt (6) für ein Kühlmedium aufweist, die jeweils mit der begrenzten Bohrung (3) verbunden sind. DOLLAR A In der begrenzten Bohrung (3) ist mittig in Längsrichtung der begrenzten Bohrung (3) ein an der Wandung der begrenzten Bohrung (3) beidseitig anliegender, mit seinen Breitseiten dem Eintritt (4) und dem Austritt (6) für ein Kühlmedium zugewandter Blechstreifen (5) angeordnet. Die dem Kopf (1) abgewandte Kante (5') des Blechstreifens (5) weist einen Abstand zum Ende (3') der begrenzten Bohrung (3) von 2 mm bis 10 mm auf.

Description

Kühlfinger für eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung, die aus einem Kopf mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil, der eine begrenzte Bohrung in Längsrichtung aufweist, besteht, bei dem der Kopf einen Eintritt und einen Austritt für ein Kühlmedium aufweist, die jeweils mit der begrenzten Bohrung verbunden sind.

Kühlfinger für Vorrichtungen zur Kathodenzerstäubung sind bekannt. In der DE-PS 196 43 098 ist eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat mittels einer in eine Vakuumkammer einbringbaren Zerstäubungskathode, die mit Bezug auf die Mittelachse der Zerstäubungskathode konzentrisch angeordnete Magnete beziehungsweise Ringmagnete, Polschuhe und ein Target aufweist, beschrieben, bei der mittig ein Kühlfinger angeordnet ist. Der Kühlfinger weist einen als Flansch ausgebildeten Kopf mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil auf, wobei der zylindrische Teil eine begrenzte Bohrung in Längsrichtung aufweist. Im Kopf des Kühlfingers sind ein Eintritt und ein Austritt für ein Kühlmedium vorgesehen. Als Kühlmedium kommt dabei Kühlwasser zum Einsatz. Am unteren Teil des Kühlfingers ist eine Mittelmaske angeordnet. In der begrenzten Bohrung ist ein Leitungsrohr mittig angeordnet, durch welches das Kühlwasser in den Kühlfinger eingetragen wird. Das Kühlwasser gelangt so von oben durch das Leitungsrohr in die begrenzte Bohrung, strömt außen am Leitungsrohr nach oben und gelangt schließlich zum Austritt für das Kühlmedium. Bei diesem Kühlfinger ist nachteilig, daß eine zentrische Anordnung des Leitungsrohres nur in ungenügendem Maße realisiert werden kann, da das Leitungsrohr in der Regel von der Mitte her ausbricht, so daß der ringförmige Strömungsquerschnitt zwischen dem Leitungsrohr und der Wandung der begrenzten Bohrung über die Länge des zylindrischen Teils nicht konstant ist, was zur Folge hat, daß eine gleichförmige Kühlwirkung über die Länge des zylindrischen Teils nicht realisiert werden kann. Darüber hinaus geht durch die Anordnung des Leitungsrohres relativ viel Platz verloren, der nicht als Strömungsquerschnitt genutzt werden kann, so daß der Durchmesser des zylindrischen Teils bei einem vorgegebenen Kühlwasserdurchsatz relativ groß gewählt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlfinger für eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung zu schaffen, mit welchem eine homogene Kühlung über die Länge des Kühlfingers auf relativ einfache Weise erreicht werden kann. Dabei soll möglichst wenig Platz zur Ausbildung des Strömungsquerschnitts durch die Anordnung von Einbauten verlorengehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der begrenzten Bohrung mittig in Längsrichtung der begrenzten Bohrung ein an der Wandung der begrenzten Bohrung beidseitig anliegender, mit seinen Breitseiten dem Eintritt und dem Austritt für ein Kühlmedium zugewandter Blechstreifen angeordnet ist, dessen dem Kopf abgewandte Kante einen Abstand zum Ende der begrenzten Bohrung von 2 mm bis 10 mm aufweist. Unter der begrenzten Bohrung ist eine Bohrung zu verstehen, die nicht durchgängig verläuft. Der Blechstreifen weist in der Regel eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm auf. Je nach Durchmesser des Kühlfingers können jedoch auch andere Dicken für den Blechstreifen gewählt werden. Der Blechstreifen ist mit seinen Breitseiten dem Eintritt und dem Austritt für ein Kühlmedium zugewandt. Dadurch ist es möglich, daß das Kühlmedium über den Eintritt in den Kühlfinger gelangt, am Blechstreifen entlang nach unten strömt, an der dem Kopf abgewandten Kante des Blechstreifens zwischen dieser Kante und dem Ende der begrenzten Bohrung eine Strömungsänderung erfährt und anschließend in der begrenzten Bohrung an der anderen Breitseite des Blechstreifens nach oben strömt und schließlich zum Austritt gelangt. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß eine homogene Kühlwirkung über die Länge des zylindrischen Teils des Kühlfingers realisiert werden kann. Die zentrische Anordnung des Blechstreifens in der begrenzten Bohrung ist auf relativ einfache Weise möglich, wobei die Fixierung des Blechstreifens im Kopf des Kühlfingers in besonders vorteilhafter Weise erfolgen kann. Durch die Anordnung des Blechstreifens geht relativ wenig Platz für die Ausbildung eines Strömungsquerschnitts verloren, so daß bei vorgegebenem Durchsatz des Kühlmediums der Durchmesser des zylindrischen Teils in der Regel kleiner gewählt werden kann, als das bei Kühlfingern nach dem Stand der Technik der Fall ist. Der Kopf des Kühlfingers kann mehrteilig ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, daß sich der zylindrische Teil des Kühlfingers direkt als Fortsatz des Kopfes darstellt, so daß der untere Teil des Kopfes und der zylindrische Teil beispielsweise als Einzelteil gefertigt werden können.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Eintritt und der Austritt für ein Kühlmedium jeweils in gleicher Höhe angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung des Kopfes des Kühlfingers, da der konstruktive Aufwand relativ gering gehalten werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Blechstreifen in einem oberen Teil des Kopfes befestigt. Dabei ist es vorteilhaft, den oberen Teil des Kopfes lösbar zu gestalten, so daß die Fixierung des Blechstreifens auf einfache Weise erfolgen kann. Die Befestigung des Blechstreifens kann dabei beispielsweise in einer Nut erfolgen, die im oberen Teil des Kopfes angeordnet ist. Auf diese Weise wird die zentrische Fixierung des Blechstreifens erleichtert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im unteren Teil des zylindrischen Teils außen eine umlaufende Einkerbung angeordnet. Die umlaufende Einkerbung im unteren Teil des zylindrischen Teils ermöglicht eine relativ einfache Fixierung einer Mittelmaske am Kühlfinger, die in vorteilhafter Weise besonders schnell erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1, Fig. 2) näher und beispielhaft erläutert.

Fig. 1 zeigt den Kühlfinger im Längsschnitt,

Fig. 2 zeigt den Kühlfinger im Querschnitt gemäß Schnitt A-A nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Kühlfinger für die Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung im Längsschnitt dargestellt. Der Kühlfinger besteht aus einem Kopf 1 mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil 2, der eine begrenzte Bohrung 3 in Längsrichtung aufweist. Im Kopf 1 sind ein Eintritt 4 und ein Austritt 6 für ein Kühlmedium genau gegenüberliegend angeordnet, die jeweils mit der begrenzten Bohrung 3 verbunden sind. In der begrenzten Bohrung 3 ist mittig in Längsrichtung der begrenzten Bohrung ein an der Wandung der begrenzten Bohrung 3 beidseitig anliegender, mit seinen Breitseiten dem Eintritt 4 und dem Austritt 6 für ein Kühlmedium zugewandter Blechstreifen angeordnet, dessen dem Kopf 1 abgewandte Kante 5' einen Abstand zum Ende 3' der begrenzten Bohrung 3 von 2 mm bis 10 mm aufweist. Der Eintritt 4 und der Austritt 6 für ein Kühlmedium sind dabei jeweils in gleicher Höhe angeordnet. Der Blechstreifen 5 ist in einem oberen Teil 1' des Kopfes 1 befestigt. Im unteren Teil des zylindrischen Teils 2 ist außen eine umlaufende Einkerbung 7 angeordnet. Sie dient der vorteilhaften Fixierung einer Mittelmaske 8, die lediglich schematisch angedeutet ist. Das in der Regel flüssige Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, gelangt über den Eintritt 4 in den Kühlfinger und strömt zunächst der Breitseite des mittig angeordneten Blechstreifens 5 entgegen. Anschließend fließt das Kühlmedium zwischen der Breitseite des Blechstreifens 5 und der Wandung der begrenzten Bohrung in Längsrichtung des zylindrischen Teils nach unten, wobei es danach eine Änderung der Strömungsrichtung an der dem Kopf 1 abgewandten Kante 5' des Blechstreifens 5 erfährt. Zwischen der dem Kopf 1 abgewandten Kante 5' des Blechstreifens 5 und dem Ende 3' der begrenzten Bohrung 3 bildet sich ein Spalt aus, durch den das Kühlmedium strömt. Anschließend strömt das Kühlmedium an der anderen Breitseite des Blechstreifens 5 entlang nach oben zum Austritt 6. Die Strömungsrichtung des Kühlmediums im Kühlfinger verläuft somit in Pfeilrichtung. Die begrenzte Bohrung 3 muß dabei keinen konstanten Durchmesser aufweisen. Der obere Teil 3'' der Bohrung 3 kann beispielsweise einen größeren Durchmesser aufweisen, was den Eintrag und den Austrag des Kühlmediums erleichtert.

In Fig. 2 ist der Kühlfinger im Querschnitt gemäß Schnitt A-A in Fig. 1 dargestellt. Der Blechstreifen 5 liegt beidseitig an der Wandung der begrenzten Bohrung 3 an. Auf diese Weise wird die begrenzte Bohrung 3 in zwei Kanäle mit entgegengesetzter Strömungsrichtung unterteilt.

Claims (4)

1. Kühlfinger für eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung, die aus einem Kopf (1) mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil (2), der eine begrenzte Bohrung (3) in Längsrichtung aufweist, besteht, bei dem der Kopf (1) einen Eintritt (4) und einen Austritt (6) für ein Kühlmedium aufweist, die jeweils mit der begrenzten Bohrung (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der begrenzten Bohrung (3) mittig in Längsrichtung der begrenzten Bohrung (3) ein an der Wandung der begrenzten Bohrung (3) beidseitig anliegender, mit seinen Breitseiten dem Eintritt (4) und dem Austritt (6) für ein Kühlmedium zugewandter Blechstreifen (5) angeordnet ist, dessen dem Kopf (1) abgewandte Kante (5') einen Abstand zum Ende (3') der begrenzten Bohrung (3) von 2 mm bis 10 mm aufweist.

2. Kühlfinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt (4) und der Austritt (6) für ein Kühlmedium jeweils in gleicher Höhe angeordnet sind.

3. Kühlfinger nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (5) in einem oberen Teil (1') des Kopfes (1) befestigt ist.

4. Kühlfinger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des zylindrischen Teils (2) außen eine umlaufende Einkerbung (7) angeordnet ist.