磁控管溅射阴极制造技术

为了能够实现相对宽的磁控管溅射阴极，建议，在托架（２）的真空侧上布置具有一个背板（３）的溅射靶（４），该背板到托架（２）保持一个缝隙（１４）。背板（３）形成为冷却板。在冷却板内存在冷却剂管（１５），其经过通过托架（２）的入水口（１６）提供冷却液，冷却液经过通过托架（２）的回流口（１７）流出。磁性装置（５）处在大气侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磁控管溅射阴极，其具有一个闭锁元件，该闭锁元件可以插入真空室的外壳壁的孔内，由此密封该孔并且闭锁元件与外壳壁电绝缘，在闭锁元件的真空侧上具有一个溅射靶、在其大气侧上具有一个磁性装置并且具有一个以冷却液工作的、用于溅射靶的冷却板。此外在US PS 5,458,759中描述了这样一种阴极。在所描述的实施中闭锁元件包括溅射靶的背板(backing plate)，其备有一个框，该框使背板密封地插入真空室的外壳壁的孔内，由此与背板连接的溅射靶处在真空室内。具有敞开管的冷却板处在背板的大气侧面，由背板封闭该敞开的管。在后面存在一个可移动的磁性装置，其磁场到达溅射靶前面。通过加在阴极上的高压加速从阴极射出的电子并且使在真空室内的工作气体的气体分子电离。对此产生的正离子撞击到溅射靶上并且在哪里撞出分子和原子，这些分子和原子以薄层沉积在基片上。通过磁场把电子聚焦在溅射靶的前面，由此提高离子获得率。根据磁场几何形状在溅射靶内形成所谓的跑道。为了保证材料的均匀侵蚀，磁性装置能够移动。在US PS 5,458,759中描述的装置仅仅适合于小的、使用寿命较低的溅射靶。为了增加使用寿命，可以考虑加宽溅射靶或多个溅射靶并排布置在闭锁元件上。可是对此必须考虑如下情况用作闭锁元件的背板遭受在真空和大气之间的压力差，因此在侧面延伸很大的情况下可能弯曲。这再度引起，由易碎材料组成的溅射靶与背板剥落或者产生裂缝。通过背板也可能不再足够密封地封闭冷却板的引水管。因此如此扩大实施的阴极不是很耐用。虽然可以考虑，较厚并且因此比较稳定地实现背板，可是这引起溅射靶的冷却效果降低。也出现这样的问题，即由于到磁性装置较大的距离在靶前面的磁场变小并因此降低离子获得率。因此本专利技术要解决的技术问题是提供一种磁控管溅射阴极，其具有与现有的解决方案相比明显加大的使用寿命。为了解决这个问题建议，在作为托架实施的闭锁元件和溅射靶之间在真空侧面上布置冷却板。该设计方案有这样的优点，冷却板处在真空内部并且因此靠近靶，由此改善冷却效率。托架本身是一个独立的部件，可以如此设计该托架，即能够承受并支撑作用的压力，不会发生显著的弯曲。因为在这个实施形式中冷却处在真空室内，输送冷却液需要该托架。这种装置允许显著加宽阴极，因为托架不是由背板形成，而是形成一个特有的部件，可以根据出现的压力负荷设计该部件。该托架最好具有用于冷却液的传送管。因为不是由压力差加载根据本专利技术的冷却板，所以冷却板备有冷却管并且同时形成溅射靶的背板。对此冷却管在冷却板内部具有闭合的截面，因此背板的一个侧面形成到溅射靶的一个连贯的接触面。这简化了在溅射靶和作为冷却板实施的背板之间的连接(bond)。因此在压力负荷下对托架的形状稳定的要求不是很高，建议，在背板和托架之间设置衬垫，背板的边缘以其背离溅射靶的侧面紧贴在一起固定在衬垫上，由此在背板的中央区域和托架之间保留一个缝隙。在把背板固定在基板上时在衬垫上规定一个侧面的间隙，对于背板不强制托架弯曲。背板保持平整并且不存在溅射靶与背板松开的危险。在最简单的情况下通过与托架一起整体形成的隔板形成衬垫，其中通过隔板实现冷却液的传送。此外这也是可能的，即通过把背板固定在隔板上实现把管引入背板内。为了使托架本身不是太厚，由此磁体必须与溅射靶非常远，此外建议，托架在大气侧面上至少在其最长的一边具有两个边缘固定的加强筋。加强筋同时可用于将托架装入孔中。当然也可以设置一个环绕的加强筋，如此托架采用盆形轮廓。此外在一个加宽的阴极实施方案中，不设置整体的溅射靶，而是在托架上并排布置至少两个细长的、各具有一个背板的溅射靶，其中给每个溅射靶分配一个产生跑道的磁性装置。多个溅射靶的布置有这样的优点，各个溅射靶的重量不是很大并且因此可操作。可是各个细长的溅射靶也可以是很重的。因此建议，每个溅射靶由多个彼此毗连的溅射靶段组成。此外给每个溅射靶段分配一个自己的背板，背板为了这个目的同样被分段。每一个段具有自己的冷却水循环，其具有自己的冷却水供给。原则上如果背板本身是闭锁元件，则也可以分段。如此的布置有这样的优点，冷却循环不是很长，因此在循环的末端冷却水还足够凉并且有足够的冷却能力，由此该靶总体具有均匀的温度。为了清楚说明本专利技术，下面根据实施例详细描述本专利技术。附图说明图1根据本专利技术的磁控管溅射阴极截面的原理图，图2由多个段组成的背板的透视图。溅射阴极1包括一个溅射托架2，在其真空侧上设置至少一个用于溅射靶4的、作为冷却板的背板3。在大气侧上存在一个磁性装置5，其通过一个没有详细示出的偏移系统可以平行于溅射靶4往复运动。背板3密封地插入真空箱的外壳壁7上的孔6内。为此设置一个绝缘体8，其一方面使托架2与外壳壁7电绝缘并且同时确保密封连接。托架2包括一个平板10，其带有环绕的加强筋11，该加强筋具有一个向外突出的轮缘12。绝缘体8处在该轮缘12和外壳壁7之间，绝缘体靠在加强筋11的外侧。向真空侧方向加强筋11延长成为隔板13，背板3平放在隔板上面，如此在托架2的平板10和背板3之间形成一个缝隙14。在真空室中该缝隙也被抽成真空，如此背板3并且因此溅射靶4是无压力的。冷却管15处在背板3内，通过进水口16给冷却管提供冷却液，冷却液经过回流口17返回。进水口16和回流口17通过加强筋11和隔板13。正如已经提到的，如此的布置有这样的优点，可以如下设计托架2，即其能够保持在真空室情况下的大气压力，而溅射靶4和背板3本身不遭受压力差。缝隙14甚至能够使托架2轻微弯曲，这不作用到溅射靶4上。特别通过加强筋11稳定托架2，由此其平板10本身不需要非常厚，如此磁性装置5的磁体可以比较接近溅射靶4布置。正如图2指出的，背板3可以由多个段3a、3b、3c组成。特别可取的是，靶作为整体具有较大的长度扩展。托架2此外包括一个连贯的平板10，其具有在纵向上伸展的加强筋11和隔板13。背板3的各个段3a、3b、3c并排放置在托架2的纵向上并且分别从一个隔板到相对的隔板13跨越托架2。每个段3a、3b、3c固定在托架2上并且具有自身的冷却水循环，其带有一个与托架2连接的、自身的接口18a、18b、18c用于入水口或者出水口16、17。参考符号表1.磁控管溅射阴极2.托架3.背板(a、b、c段)4.溅射靶5.磁性装置6.孔7.外壳8.绝缘体9.10.基板11.加强筋12.轮缘13.隔板14.缝隙15.管16.入水口17.回流口18.接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁控管溅射阴极，具有一个闭锁元件，该闭锁元件可以插入真空室的外壳壁的孔（６）中，由此密封该孔（６）并且该闭锁元件与外壳壁电绝缘，在闭锁元件的真空侧上具有一个溅射靶（４）、在其大气侧上具有一个磁性装置（５）并且具有一个以冷却液驱动的、用于溅射靶（４）的冷却板，其特征在于，冷却板在真空侧上布置在作为托架（２）实施的闭锁元件和溅射靶（４）之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2003-5-23 103 23 258.31.磁控管溅射阴极，具有一个闭锁元件，该闭锁元件可以插入真空室的外壳壁的孔(6)中，由此密封该孔(6)并且该闭锁元件与外壳壁电绝缘，在闭锁元件的真空侧上具有一个溅射靶(4)、在其大气侧上具有一个磁性装置(5)并且具有一个以冷却液驱动的、用于溅射靶(4)的冷却板，其特征在于，冷却板在真空侧上布置在作为托架(2)实施的闭锁元件和溅射靶(4)之间。2.按照权利要求1的磁控管溅射阴极，其特征在于，托架(2)具有用于冷却液的传送管。3.按照权利要求1或2的磁控管溅射阴极，其特征在于，冷却板备有冷却管(15)并且形成溅射靶(4)的背板(3)。4.按照权利要求3的磁控管溅射阴极，其特征在于，冷却管(15)在冷却板内部具有闭合的截面，并且到溅射靶(4)有连贯的接触面。5.按照权利要求1、2、3或4的磁控管...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克雷姆佩尔赫泽，A吉施克，U许斯勒，H沃尔夫，
申请(专利权)人：应用菲林股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]