DE4225531A1 - Lever device for easy replacement of cathodic sputtering device target - tightens the target unit to the cathode body and releases it to enable rapid target change - Google Patents
Lever device for easy replacement of cathodic sputtering device target - tightens the target unit to the cathode body and releases it to enable rapid target changeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wech seln eines Targets, das an einer Targethaltevorrichtung in einer Kathodenzerstäubungsanlage angebracht ist.The invention relates to a device for changing seln a target that is in a target holding device in a cathode sputtering system is attached.
Targetplatten für die Kathodenzerstäubung bestehen aus dem Material, welches in einer Kathodenzerstäubungsanlage zerstäubt werden soll, um auf Substratflächen eine Schicht aus dem betreffenden Material niederzuschlagen. Hierbei wird das zu zerstäubende Material, beispielsweise durch Beschuß mit elektrisch geladenen Teilchen derart an der Oberfläche angeregt, daß ein während des Beschichtungs prozesses ständiger Targetmaterialabtrag zu beobachten ist.Target plates for cathode sputtering consist of the Material used in a cathode sputtering system should be atomized to form a layer on substrate surfaces to knock down from the material in question. Here is the material to be atomized, for example by Bombardment with electrically charged particles like this Surface excited that one during coating constant process of target material removal is.
Sowohl die Form als auch die vorhandene Menge des Target materials sind entscheidende Parameter dafür, daß sich eine auf dem Substrat abscheidende Schicht hinsichtlich einer gewünschten Dicke und Qualität bildet. Both the shape and the amount of the target materials are decisive parameters for the fact that with respect to a layer depositing on the substrate a desired thickness and quality.
Beim Einsatz von Kathodenzerstäubungsanlagen in Produkti onsstätten, die für die Massenfertigung von zu beschich tenden Substraten ausgelegt sind, spielen neben der Her stellung qualitativ hochwertiger Produkte, auch die Wirt schaftlichkeit des Herstellprozesses eine große Rolle. So kommt es insbesondere beim Dauerbetrieb von Kathodenzer stäubungsanlagen regelmäßig vor, daß der Targetkörper aufgrund des ständigen Materialabtrages regelrecht aufge braucht wird, was schließlich einen Targetkörperwechsel erfordert.When using cathode sputtering systems in products onsiches to coat for the mass production of trending substrates play alongside the Her provision of high quality products, including the landlord Efficiency of the manufacturing process plays a major role. So it occurs especially during continuous operation of the cathode dust systems regularly before that the target body due to the constant material removal literally up what is ultimately needed is a target body change required.
Bei bekannten Targethaltevorrichtungen in Kathodenzer stäubungsanlagen ist der zu wechselnde Targetkörper durch eine Vielzahl von Schraubverbindungen mit dem Targetgrund körper fest verbunden. Hinzu kommt, daß die räumlichen Verhältnisse innerhalb der Vakuumkammer, in der die Tar getvorrichtung sowie das zu beschichtende Substrat ange bracht sind, sehr eng bemessen sind, zumal das zu evakuie rende Volumen möglichst klein gehalten wird, um die Ab pumpzeiten, für das Erreichen eines Vakuums, möglichst kurz zu halten. Dies führt jedoch dazu, daß die Zugäng lichkeit zum Target sehr erschwert ist, wodurch ein Tar getwechsel umständliche und zum Teil langwierige Aus tauscharbeiten erfordert.With known target holding devices in cathode electrodes is the target body to be changed a variety of screw connections with the target base body firmly connected. In addition, the spatial Conditions within the vacuum chamber in which the tar get device and the substrate to be coated are very narrow, especially since this is too evacuated volume is kept as small as possible to the Ab pump times, for reaching a vacuum, if possible to keep short. However, this means that the access target is very difficult, making a tar cumbersome and sometimes lengthy out exchange work requires.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wechseln eines Targets, das an einem Targetträger in einer Kathodenzerstäubungsanlage angebracht ist, derart anzugeben, daß der Targetwechsel möglichst schnell und einfach vorzunehmen ist. Die Vorrichtung soll dabei mö glichst platzsparend konstruiert sein, damit sie auch in kleineren Kathodenzerstäubungsanlagen eingesetzt werden kann. The invention has for its object a device to change a target that is attached to a target carrier a cathode sputtering system is attached, such indicate that the target change as quickly and is easy to do. The device is supposed to be constructed as space-saving as possible so that they can also be used in smaller cathode sputtering systems can be used can.
Diese Aufgabe wird durch eine Targetträgerwechselvor richtung mit den in den Patentansprüchen angegebenen Merk malen gelöst.This task is accomplished by changing the target carrier direction with the note specified in the claims paint solved.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Wechseln eines Targets, das an einer Targethaltevorrichtung in einer Kathodenzerstäubungsanlage angebracht ist, derart angege ben, daß die Targetwechselvorrichtung im wesentlichen aus einer Hubvorrichtung besteht, die den Targethaltevor richtung von dem, die Targethaltevorrichtung umgebenden Kathodengrundkörper der Kathodenzerstäubungsanlage beab standet, bzw. in diesen integriert.According to the invention, a device for changing a Targets that in a target holding device in a Cathode sputtering system is attached, so indicated ben that the target changing device essentially out a lifting device that holds the target direction of that surrounding the target holding device Cathode main body of the cathode sputtering system stands, or integrated into this.
Für den Target-Wechselvorgang muß zunächst dafür gesorgt werden, daß die Targethaltevorrichtung, über die der Tar getkörper mit der Kathodenzerstäubungsanlage verbunden ist, aus ihrer Bedampfungsposition, d. h. aus der Position direkt gegenüber dem zu bedampfenden Substrat gebracht werden muß, um einen freien Zugang zu dem auszutauschenden Targetkörper zu erhalten.For the target change process must be ensured first be that the target holding device over which the Tar get body connected to the cathode sputtering system is from its vaporization position, d. H. from the position brought directly opposite the substrate to be vaporized in order to have free access to the one to be exchanged Get target body.
In der sogenannten Anbau-Kathodenzerstäubungsanlage ist die erfindungsgemäße Hubvorrichtung, von außen bedienbar, an einer Gehäusetür der Kathodenzerstäubungsanlage ange bracht, so daß an der Innenseite der Gehäusetür die kom plette Targetanordnung vorgesehen ist. Durch Öffnen der Tür wird automatisch die Targetanordnung von den rest lichen Elementen der Kathodenzerstäubungsanlage beabstan det. Ein freier Zugang an das Target ist somit gewährlei stet.In the so-called add-on cathode sputtering system the lifting device according to the invention, operable from the outside, attached to a housing door of the sputtering system brings, so that on the inside of the housing door the com plette target arrangement is provided. By opening the Door will automatically target the rest of the target elements of the cathode sputtering system det. This guarantees free access to the target continuous
Ebenso ist es möglich, den erfindungsgemäßen Hubmecha nismus samt manueller Bedienung in das Innere der Katho denzerstäubungsanlage zu integrieren, so daß für die Beab standung des Targets von dem zu beschichtenden Substrat ein gesonderter Bewegungsmechanismus vorzusehen ist, bei spielseise in Form einer Schienenführung.It is also possible to use the lifting mechanism according to the invention mechanism with manual operation inside the Katho to integrate the atomization system so that for the Beab position of the target from the substrate to be coated a separate movement mechanism must be provided for play iron in the form of a rail guide.
Gemäß Anspruch 2 handelt es sich bei der Targetwechsel vorrichtung um eine Hubvorrichtung mit einem Kniehebel spanner bzw. einer Hubspindel, die über zwei Schiebe wellen mit den Targetträgern lösbar fest verbunden ist. Durch die Betätigung der Hubvorrichtung ist es möglich, die Targetkörper samt Targetträger von ihrem apparativen Unterbau zu beabstanden. Durch Lösen einer einfachen Schraubverbindung bzw. einer Rastenverbindung kann das verbrauchte Target samt Träger entnommen und ein neues Target in die entsprechende Aufnahme eingesetzt werden.According to claim 2, it is the target change device around a lifting device with a toggle lever tensioner or a lifting spindle that has two slides waves is releasably firmly connected to the target carriers. By actuating the lifting device, it is possible the target body including target carrier from your apparatus Space substructure. By solving a simple one Screw connection or a catch connection can do that used target and carrier removed and a new one Target can be inserted into the corresponding holder.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigtThe invention is hereinafter without limitation of all general inventive idea based on execution play exemplary with reference to the drawing to the rest of the disclosure all of the invention not explained in detail in the text Details are expressly referred to. It shows
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Targetwechselvor richtung, die von außerhalb einer Kathoden zerstäubungsanlage bedienbar ist. Fig. 1 an inventive Targetwechselvor direction, which can be operated from outside a cathode sputtering system.
Die in Fig. 1 dargestellte Wechselvorrichtung zum Wech seln eines Targetkörpers in einer Kathodenzer stäubungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Knie hebelspanner 1, der von außen an einer Gehäusetür 2, einer Kathodenzerstäubungsanlage angebracht ist. Die als Knie hebelspanner ausgebildete Schnellspannvorrichtung ist mit zwei Schiebewellen 3 mit dem Targetträger, der aus einem Targetkühlkörper 9 und dem darauf befindlichen Target 4 besteht, und den daran befestigten Zapfen 5 über eine Schraube 6 fest lösbar verbunden. Die Schiebewellen 3 verlaufen dabei innerhalb von Kugelbuchsen 7, die der Hubbewegung eine gezielte Führung verleihen.The change device shown in Fig. 1 for changing a target body in a cathode sputtering system consists essentially of a knee lever clamp 1 , which is attached to the outside of a housing door 2 , a sputtering system. The quick release device designed as a toggle clamp is connected with two sliding shafts 3 to the target carrier, which consists of a target heat sink 9 and the target 4 located thereon, and the pin 5 fastened thereon by means of a screw 6 in a releasable manner. The sliding shafts 3 run inside ball bushings 7 , which give the lifting movement a targeted guidance.
Der über eine weitere Befestigungsschraube 8 mit dem Zap fen 5 verbundene Targetträger weist den Targetkühl körper 9 auf, in dem der Kühlkanal 10 eingearbeitet ist. Auf dem Targetkühlkörper 9 ist das Target 4, das in der dargestellten Ausführungsform eine Aussparung 11 aufweist, in fester Verbindung zum Untergrund angebracht.The target carrier connected to the Zap fen 5 via a further fastening screw 8 has the target cooling body 9 in which the cooling channel 10 is incorporated. The target 4 , which in the embodiment shown has a recess 11 , is attached to the target heat sink 9 in a fixed connection to the substrate.
Das Auswechseln des Targetkörpers, d. h. Targetkühlkörper 9 und Target 4 erfolgt in der Weise, daß das Vakuum in der Kathodenzerstäubungsanlage abgebaut, die Gehäusetür 2 geöffnet und der Kniehebelspanner 1 entsprechend umgelegt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Targetanordnung bis zur Höhe der Schraube 6 von der restlichen in Fig. 1 dargestellten Anordnung beabstandet wird, so daß durch Lösen der Schraube 6 der Zapfen 5, der Targetkühlkörper 9 und das auf diesem befindliche Target 4 aus der Anordnung entnommen werden kann. Durch entsprechendes Bereithalten einer neuen Targetvorrichtung einschließlich Zapfen 5 kann der Wechsel durch Einsetzen in die Schiebewelle 3 und Befestigung durch Anziehen der Schraube 6 der Targetwech sel schnellstmöglich vollzogen werden.The replacement of the target body, ie target heatsink 9 and target 4 is carried out in such a way that the vacuum is broken down in the cathode sputtering, the enclosure door 2 is opened and the toggle clamp 1 is folded accordingly. It is thereby achieved that the target arrangement is spaced up to the height of the screw 6 from the rest of the arrangement shown in FIG. 1, so that the pin 5 , the target heat sink 9 and the target 4 located thereon are removed from the arrangement by loosening the screw 6 can be. By appropriately holding a new target device including pin 5 , the change can be made as quickly as possible by inserting into the sliding shaft 3 and fastening by tightening the screw 6 of the target change.
Ein ein Umlegen des Kniehebelspanners 1 in entgegengesetz ter Richtung führt dazu, daß die Targetanordnung mit ihrer Rückseite gegen die entsprechende Innenwandung der Ge häusetür gepreßt wird, so daß keine luftdurchlässigen Leckstellen entstehen können. A flipping the toggle clamp 1 in the opposite direction leads to the target assembly with its back against the corresponding inner wall of the housing door Ge is pressed, so that no air-permeable leaks can occur.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind statische Dichtringe 12 und 13 vorgesehen, die während der Hubbe wegung keiner Reibung unterliegen. Durch das unmittel bare Anpressen des Dichtrings 12, der vorteilhafterweise als O-Ring ausgebildet ist, an die Rückseite der Kathode werden jegliche ausgasende Toträume zwischen dem Hebezeug und der Gehäusewand vermieden. Ebenso vermeiden die Dich tringe 13 einen Lufteintritt entlang der Schiebewelle 3 in das Innere der evakuierten Kathodenzerstäubungsanlage. Es wird somit eine Vakuumabdichtung gegenüber der Umgebungs athmosphäre erreicht, ohne daß dabei Dichtungsverschleiß, beispielsweise bedingt durch Dichtungsabrieb, entsteht.In a particularly advantageous embodiment, static sealing rings 12 and 13 are provided which are not subject to any friction during the Hubbe movement. The immediate pressing of the sealing ring 12 , which is advantageously designed as an O-ring, to the back of the cathode avoids any outgassing dead spaces between the lifting device and the housing wall. Likewise, the rings 13 prevent you from entering the air along the sliding shaft 3 into the interior of the evacuated cathode sputtering system. A vacuum seal is thus achieved with respect to the ambient atmosphere without seal wear occurring, for example due to seal abrasion.
Durch die exakte Führung des Targetträgers durch die Schiebewelle 3, die in der Kugelbuchse 7 verläuft, wird das Target stets reversibel in eine eineindeu tige Anordnung relativ zur gesamten Kathodenzerstäubungs anlage zentriert. Dabei wird genauestens ein Zwischen spalt, zwischen dem Targetträger und dem umgebenden Katho dengrundkörper als Dunkelraum ringsum eingehalten.Through the exact guidance of the target carrier by the sliding shaft 3 , which runs in the ball bushing 7 , the target is always reversibly centered in a one-term arrangement relative to the entire cathode sputtering system. Exactly an intermediate gap is maintained between the target carrier and the surrounding cathode body as a dark space all around.
Ebenso ermöglicht die erfindungsgemäße Wechselvorrichtung durch Betätigung der Schnellspannvorrichtung während des Einführens der Targetträger in die Kathodenzerstäubungs anlage eine automatische elektrische Kontaktierung. Hierzu sind die Führungsbolzen bzw. die Schiebewellen 3 gegenein ander elektrisch isoliert, so daß sie zur Stromversorgung verwendet werden können.Likewise, the changing device according to the invention enables automatic electrical contacting by actuating the quick-action clamping device during the insertion of the target carrier into the cathode sputtering system. For this purpose, the guide bolts or the sliding shafts 3 are electrically insulated against each other so that they can be used for the power supply.
Ebenso kann durch das Absenken der Targetträgers in das Innere der Kathodenzerstäubungsanlage der Wasseranschluß an die Kühlkanäle 10 zur Kühlung der Targets 4 automatisch vorgenommen werden. Likewise, by lowering the target carrier into the interior of the cathode sputtering system, the water connection to the cooling channels 10 for cooling the targets 4 can be carried out automatically.
Mit der erfindungsgemäßen Targetwechselvorrichtung sind folgende Vorteile gegenüber den bekannten Vorrichtungen erzielbar:With the target changing device according to the invention following advantages over the known devices achievable:
- - Vermeidung ausgasender Toträume zwischen Hebezeug und Gehäuserückwand,- Avoiding outgassing dead spaces between the hoist and Rear panel,
- - Vermeidung umständlicher Schraubarbeiten und Abdrücken beim Targetwechsel- Avoid cumbersome screwing and pressing when changing targets
- - Schneller Targetwechsel ist möglich, Steigerung der Produktivität der Anlage- Fast target change is possible, increasing the Plant productivity
- - kein O-Ring-Verschleiß bei Betätigung der Schiebewellen in den Kugelbuchsen- No O-ring wear when operating the sliding shafts in the ball bushings
- - leichter äußerer Zugang von außen an die Hubvorrichtung.- Easy external access to the lifting device from the outside.
BezugszeichenlisteReference list
1 Kniehebelspanner
2 Gehäusetür
3 Schiebewelle
4 Target
5 Zapfen
6 Schraube
7 Kugelbuchse
8 Befestigungsschraube
9 Targetkühlkörper
10 Kühlkanal
11 Aussparung im Target
12 Dichtung
13 Dichtung
14 Spalt
15 Paßring 1 toggle clamp
2 housing door
3 sliding shaft
4 target
5 cones
6 screw
7 ball bushing
8 fastening screw
9 target heat sink
10 cooling channel
11 Cut-out in the target
12 seal
13 seal
14 gap
15 fitting ring
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225531 DE4225531A1 (en) | 1992-08-01 | 1992-08-01 | Lever device for easy replacement of cathodic sputtering device target - tightens the target unit to the cathode body and releases it to enable rapid target change |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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DE4225531A1 true DE4225531A1 (en) | 1994-02-03 |
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ID=6464682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924225531 Withdrawn DE4225531A1 (en) | 1992-08-01 | 1992-08-01 | Lever device for easy replacement of cathodic sputtering device target - tightens the target unit to the cathode body and releases it to enable rapid target change |
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DE (1) | DE4225531A1 (en) |
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