管形靶及生产该靶的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于阴极溅射装置的管形靶，它具有一溅射材料管和一支承管，其中溅射材料管具有一环形横剖面和同心包绕在支承管上的纵剖面，并且用以连接在阴极溅射装置的支承管在靶的两端的至少一端从溅射材料管中伸出。本发明专利技术还涉及一种生产该靶的方法。其任务是提供一种具有一溅射材料管和一支承管的管形靶，它克服已知管形靶的缺点。此外，还提供一种生产该种靶的方法。该任务是通过管形靶得以解决，即至少有一从溅射材料管中伸出的支承管部分是一部件，该部件可以借助于至少一个螺纹连接件可以从靶上拆开。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于阴极溅射装置的管形靶，靶上具有溅射材料管和支承管，其中溅射材料管借此而有一环状横剖面和一个由其同心包绕的支承管的纵断面，而同时连接于阴极溅射装置的支承管伸出并连接在由溅射材料管制成的靶的两个端部中的至少一个端部。本专利技术还涉及一种生产该靶的方法。EP-0500774B1描述了一种在真空箱中用一个圆柱形的中空靶来涂敷较大平面的溅射装置，其中，该靶在它所环绕的纵轴线上保持旋转状态。在中空靶的内部设有一个冷却剂管道和一较长跨度的磁性结构，它随靶共转是安全的。还描述了一种没有支承管的柱形靶的生产，该过程是通过熔化的靶材的浇铸，和由具有例如黄铜材料制成的支承管的靶，以及通过等离子喷涂或一种液体喷涂将靶材进行涂敷。该柱形靶在其两个端部总是通过一个心轴与一个固定支架相联接。该管形靶的端部用心轴的连接是通常采用的方法。在WO-97/15697的附图说明图1中表示了在一个管形靶与一个阴极溅射装置的固定支架之间连接的技术细节。该靶的支承管或者在机械稳定的溅射材料中或者该管形溅射材料本身的一个端部设有一插入弹簧的螺纹槽。一个心轴在与支承管或者溅射材料管的接触面上具有一个法兰盘，而在该法兰盘内设有一具有O形环的槽，该心轴完全置于支承管或溅射材料的端部上，并且通过一心轴环与支承管或溅射材料上的螺纹相联接。在此其缺点是，对于在连接区域中螺纹槽的加工是困难的，特别在加工较长的支承管的情况下。由于一种气密连接要求在螺纹槽上尺寸的精确性，所以要求在器械方面有较高的花费。现在无支承管的管形靶在使用中由于一部分溅射材料很昂贵，一般都采用回收处理，即将剩余的材料熔化和重复利用。当管形靶设有一个支承管时，在溅射材料管上的剩余部分照例用车削从支承管除去，并将碎屑状的溅射材料熔化和重复利用。该车削过的、干净的支承管同样被重复使用，并用溅射材料涂敷。这就是一般为2.5至4M的较大的靶长特别有利的原因。经过运输使用过的靶或者采取回收的措施，甚至在至今熟知的配送支承管的途中，可能将支承管的连接区域损坏，以致于使上述的重复使用的以及与心轴的重复密封不能实现。在回收使用中的缺点也是在分割开溅射材料管和支承管时通常必须通过昂贵的切削加工。对于管形靶的任务通过如下的方法解决，即至少使一个从溅射材料管中伸出的支承管部分是一个部件，该部件借助于至少一个螺纹连接件可以(从一般的靶组件中)进行拆卸。这种螺纹连接件一方面可以将一个损坏了的支承管连接区域更换，而其余的支承管还能继续使用。另一方面也可以将溅射材料管的支承管通过简单的旋开实现分离，而不需要切削加工。为了在该靶与阴极溅射装置的真空箱起等效作用的外部第一腔，和该靶用以容纳冷却剂管道及磁力装置的内部第二腔之间实现气密联接，该螺纹连接件首先借助一个O形密封环构成气密，同时在该靶外部的第一腔与该靶内部的第二腔之间安装O形密封环。适合本专利技术的靶的O形密封环，在此可由塑料或者软金属构成，而该O形密封环的横剖面可以制成任何几何形状。在此优选的当然是一种环形剖面的O形密封环。特别是对于易断的或柔软的溅射材料管被证明是适用的，如果在靶的两端有支承管从溅射材料管中伸出，并由第一、第二及第三部件组成，同时该第一和第三部件分别由靶的两端伸出。通过这种结构就有可能将第一和第三部件的长度缩短。从而简化了加工，并能采用高精度加工，例如以气密连接在阴极溅射装置上的第一和第三部件上的螺纹槽。在此的优点是，第一部件与第二部件螺纹连接，第二部件与第三部件螺纹连接，而第二部件通过它的外径与溅射材料管采用不可拆卸的联接。在这种情况下，该第一、第二和第三部件最好是均通过在第一部件的外径上、在第二部件的内径上和第三部件的外径上的细螺纹进行联接。第一与第二部件的重叠区域和第二与第三部件的重叠区域的长度应当至少有双倍于每个用以联接各部件的细螺纹的长度。这样才取得第一与第三部件在第二部件中的对中和导向，而在机械稳定性和螺纹连接的牢固性方面产生了积极的效果。然而，该重叠区域和细螺纹长度的选择却完全依赖于各种溅射材料，而对于各种材料的组合和靶长必须重新确定。为了使该靶内部的第二腔能用简单的方法配备磁力装置和冷却剂管道，如果第一、第二和第三部件的内径相等被证明有利的。同样，对于易断的或柔软的溅射材料管被证明是可靠的，即在该靶的一端上的支承管从溅射材料管中伸出，并由第一和第二部件组成，同时该第一部件由溅射材料管中伸出。当第一部件与第二部件螺接时，而且在第二部件通过其外径与该溅射材料管为不可拆连接的情况下是有利的。此外，第一和第二部件的优点是通过第一部件外径上的细螺纹与第二部件内径上的细螺纹进行螺接，并且第一和第二部件上重叠区域的长度至少双倍于用来联接该部件的细螺纹的长度。由于上述原因，如果第一和第二部件的内径相等则更为有利。使用机械稳定的溅射材料管是有其优点的，因为该靶的一端上的支承管从溅射材料管中伸出，并且通过溅射材料管内径上的细螺纹和在支承管外径上的细螺纹直接与溅射材料管螺接。此外溅射材料管具有另外的优点，即在靶的一端上的支承管从溅射材料管中伸出，并在管形溅射材料管的外径上使用细螺纹，而在支承管上的锁紧螺母直接与溅射材料管螺纹联接。同时，当与溅射材料管同心包绕的支承管的纵剖面至少具有两倍于用来联接溅射材料管及支承管的细螺纹的长度。可以实现这样一种实施类型，即将该支承管的长度制成非常短，当该支承管与溅射材料管的内径相等时，也具有优越性。此外，还有一种具有机械稳定性的溅射材料管的实施类型是有利的，即在靶的一端上的支承管从溅射材料管中伸出，并且设有一个法兰盘，该法兰盘借助于溅射材料管的一个端面通过至少两个螺钉与溅射材料管联接。其中，该支承管的内径和溅射材料管的内径也应当是相等的。对于机械稳定的溅射材料管而言，另外的优选是，该支承管是由一个第一和第三部件构成的，同时，在支承管的两个端部上的每一个部件均从溅射材料管中伸出，并总是通过溅射材料管内径上和各部件的外径上的细螺纹直接与该溅射材料管的螺纹联接。同样还证明有利的是，该支承管是由第一和第三部件构成的，同时，该靶的两个端部之中的每一个端部上的部件均由溅射材料管中伸出，并总是通过在管形溅射材料管外径上的细螺纹将在各部件上锁紧螺母直接与管形溅射材料管进行螺接。鉴于联接的机械稳定性，还具有另外的优点，即由溅射材料管同心包绕的支承管部件的纵剖面总是至少两倍于用来联接溅射材料管和各部件的各细螺纹的长度。其中，第一和第三部件以及溅射材料管的内径也应当是相等的。对于机械稳定的溅射材料管而言，还具有另外的优点，即该支承管由第一和第三部件构成，同时该靶的两个端部上的每一部件均从溅射材料管中伸出，并设有一法兰盘，而每一个法兰盘与溅射材料管的每一个端面通过至少两个螺钉与该溅射材料管联接。第一和第三部件以及溅射材料管的内径，在这个实施类型中最好应当也是相等的。作为机械稳定的溅射材料管也可以不安装支承管，已得到证实的是，在溅射材料管全长上所使用的金属材料为例如Ag、Au、Zn、Al、Cu、Nb、Ni、Cr或者由这些元素制成的合金。作为易断的或柔软的溅射材料管在大长度的情况下，在溅射材料管的全长上不能不安装一个支承管，已得到证实的是，有些金属材料是适用的例如，Si、Sn、In、Bi或者由这些元素制成的合金，以及氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于阴极溅射装置的管形靶，它具有一溅射材料管和一支承管，其中，该溅射材料管具有一环形的横剖面和一同心围绕支承管的纵剖面以及其中用以连接在阴极溅射装置的支承管至少在两个靶端之一上从溅射材料管中伸出，其特征在于：至少一个由溅射材料管中伸出的 支承管部分是一个部件，该部件至少借助一个螺纹连接件可以拆卸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D卢伯通，R海可，B斯天格，O瓦肯廷，
申请(专利权)人：WC贺利氏股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]