專利名稱：用于濺射過程的陰極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種在濺射過程中使用的具有靶滑架和靶的陰極管，其中，具有良好導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的層位于靶的滑架和靶之間。
背景技術(shù)：
除了所謂的平面陰極之外，由于陰極管在涂覆基板上具有非常高的效率，所以其使用越來越頻繁。這種陰極管包含靶的滑架(target carrier)，靶(target)和固定在靶的滑架中的磁性系統(tǒng)。
當(dāng)靶在濺射過程中被消耗時，靶連同靶的滑架一起被處理。并在相應(yīng)的濺射單元中安裝帶有新滑架的新靶。
生產(chǎn)圓柱形濺射靶的方法已經(jīng)公知，該方法形成的冷卻管包含冷卻物質(zhì)流動的通道(US 2001/0047936 A1)。此外，會產(chǎn)生幾個由待濺射的材料組成的圓環(huán)。所產(chǎn)生的這些圓環(huán)隨后置于冷卻管上，從而使得這些圓環(huán)在被濺射的時候，其突出部分在基板上形成一個層。
而且，已公知的濺射靶包含具有濺射材料的管(tube)和套筒，其中套筒的內(nèi)徑比管的外徑要大。從而在管和套筒之間形成環(huán)形的空間(US 6 409897 B1)。該環(huán)形空間至少部分地由熱傳導(dǎo)材料填充，該熱傳導(dǎo)材料包括由單晶(particle)組成的材料，該材料在周圍溫度下流動。
而且，已公知圓柱靶包含位于滑架上的圓柱靶材料(US 2003/0136662A1)。靶材料和滑架之間具有緩沖元件。該緩沖元件可能是碳化氈。
類似地，在靶的滑架和靶之間插入有導(dǎo)電墊(matt)(US 6 787 011 B2)。
而且，公知的靶的結(jié)構(gòu)具有圓柱滑架元件和至少一個包含靶材料的中空圓柱靶，該靶至少部分地環(huán)繞滑架元件(DE 10 2004 031 161 A1)。在滑架元件和靶之間設(shè)置有夾緊環(huán)或一個甚至幾個夾緊楔。
最后，另一種靶的滑架結(jié)構(gòu)也已公知，其包含布置有靶罩(shell)的滑架(DE 102 31 203 A1)。靶罩在這里由滑動至滑架上的靶套筒形成。在滑架和靶套筒之間有效地設(shè)置有至少一個夾緊元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決促使單件或多件靶管滑動到滑架管上的問題。
這個問題已經(jīng)參照權(quán)利要求1的特征得以解決。
因此，本發(fā)明涉及一種帶有靶的滑架和靶的陰極管。這里的靶可由單件或多件組成。在靶的滑架和靶之間沿著靶的滑架的縱軸線設(shè)置有多個由導(dǎo)熱材料制成的環(huán)型元件。窄圓環(huán)使環(huán)型元件相互分開。靶的至少一個端面具有斜面，這樣可使靶易于在分離的環(huán)型元件上滑動。
本發(fā)明的優(yōu)勢尤其在于，即使是很難控制的靶，如鉬或ITO組成的熱膨脹系數(shù)低的靶，也因為粘接的省略而應(yīng)用起來比以前更加容易。此外，由于濺射的靶碎片沒有被粘接劑污染，所以可重新利用。當(dāng)使用多件靶時，由于相鄰的靶圓環(huán)之間設(shè)置有極小的膨脹間隙，所以由靶材料在濺射過程中受熱產(chǎn)生的材料應(yīng)力可以得到補償。


本發(fā)明具體實施例在附圖中示出，并將在下文進行更詳細的說明。在附圖中圖1示出帶有單件靶的陰極管圖2示出帶有多件靶的陰極管圖3示出帶有靶件的滑架管圖4示出帶兩個靶件的滑架管圖5示出兩個環(huán)形靶滑至其上的滑架管。
具體實施例方式
圖1是陰極管的側(cè)視圖。示出滑架管2和單件靶3以及兩個固定圓環(huán)4、5。
圖2中還示出另一陰極管6。另外，還示出滑架管7和兩個固定圓環(huán)8、9。但是，這里的靶包括多個圓環(huán)靶10-17。
在圖3中，除了圓環(huán)靶其中之一以外，其他所有圓環(huán)靶都被卸下。因此可以看到滑架管18的表面。該滑架管18具有多個區(qū)段，每個區(qū)段中都設(shè)置有石墨箔帶19-24。該石墨箔帶由天然的石墨組成，并已轉(zhuǎn)化成為石墨夾層混合物。例如，相應(yīng)的箔片是Meitingen D-86405的SGL Technik GmbH提供的標(biāo)志為SIGRAFLEX的產(chǎn)品。
滑架管18的區(qū)段由圍繞滑架管18的圓柱形外周等距延伸的圓環(huán)25-30形成，在相鄰的圓環(huán)之間分布有石墨箔帶19至24。在石墨箔帶19-24中，連接線31-35沿滑架管18的圓周方向相互偏移地設(shè)置，從而使多條連接線沒有形成直線。
圓環(huán)靶36沿箭頭37方向滑動至石墨箔帶24。因此，沿著箭頭38的方向施加壓力，從而壓縮彈性石墨箔帶24。因此，其外徑比其他未受壓縮的石墨箔帶19-23的外徑要小。此外，其不具有連接線。當(dāng)進一步滑動圓環(huán)靶36時，石墨箔帶19-23也會受到壓縮。
使滑架管18完全裝配石墨箔帶19-24并且隨后在仍然具有空間(free)的整個靶長度上滑動圓環(huán)靶是沒有必要的。相反，甚至需要節(jié)約材料，在各區(qū)段中僅僅插入足夠的石墨箔帶19-24，從而使將要在其上進行滑動的圓環(huán)靶完全由箔襯托(underlined)。只有在滑動到下一個靶圓環(huán)前，才須向其他必要的區(qū)段布置石墨箔帶。因此，靶圓環(huán)僅在各個實例要求的特定石墨箔帶上滑動。只有當(dāng)涉及整個靶管時，才必須使其在所有布置有石墨箔帶的區(qū)段上進行完全的滑動。
圖4再次對圖3的構(gòu)造進行了描述，不過該圖中設(shè)置有兩個分段圓環(huán)靶36、41和分段的石墨箔帶19-24。這里沒有示出連接線31-35。除了已滑動到管上的圓環(huán)靶36以外，也可看到處于滑動過程中的圓環(huán)靶41。兩個圓環(huán)靶36和41都設(shè)置有左末端斜面42、43，這兩個斜面有利于向石墨箔帶19-24上滑動。由快速定位粘合劑固定入位的石墨箔帶19-24的外徑在非壓縮狀態(tài)下比圓型靶41的內(nèi)徑要大。
圖5再次示出根據(jù)圖4的構(gòu)造，但是圖5中圓環(huán)41已被移到了左邊。可以看到，通過沿箭頭37方向移動左邊的圓環(huán)靶41的斜面43，石墨箔帶22在其上邊緣接合。當(dāng)沿箭頭37的方向進一步移動圓環(huán)靶41時，壓力沿箭頭38、44方向施加到石墨箔帶22上。從而使石墨箔帶受到壓縮，最終其上邊緣與圓環(huán)25-30、40的上邊緣處于同一平面上。
對圓環(huán)靶41進行預(yù)熱將有利于圓環(huán)靶41滑動或施加壓力。靶圓環(huán)36、41的連接處點因此能夠擱置在圓環(huán)25-30上。這樣，長度達到4米的靶可以毫無問題地得以利用。
圓環(huán)25-30將滑架管18分成多個區(qū)段。當(dāng)在滑架管上滑動時，作用于石墨箔帶19-23上的摩擦力就會減少，這是因為石墨箔帶19-23可本身停留在圓環(huán)25-30上，并且石墨箔帶19-23的滑動被阻止。由此，石墨箔帶19-23可在圓環(huán)靶36和滑架管18的較強壓制下被夾緊，從而產(chǎn)生更好的導(dǎo)電性和熱傳遞。
為防止位于相鄰的圓環(huán)靶36、41之間約0.5mm寬的膨脹間隙里的石墨或圓環(huán)25-30的材料受到濺射腐蝕，導(dǎo)致各層的污染物堆積，圓環(huán)靶的內(nèi)徑上可設(shè)置徑向的切入(cut-in)或凸起(nose-piece)，它們可類似于舌片和凹槽地進行嚙合。例如，圖4中的圓環(huán)靶36可在箔帶21上具有凹進處，而圓環(huán)靶41可具有對應(yīng)的突出部分，當(dāng)圓環(huán)靶36、41滑動到一起后，該突出部分將被導(dǎo)入凹進處。
這樣就可以避免圓環(huán)25-30和40受到等離子微粒的沖擊，因為這些微粒只能撞擊圓環(huán)靶。
對所利用的石墨箔進行垂直布置比進行平行布置的熱膨脹系數(shù)要大。平行布置的石墨箔的熱膨脹通過連接線31-35得到補償。垂直布置所得到的較大熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致在次最優(yōu)冷卻的情況下圓環(huán)靶36與滑架管18之間的箔的夾緊得以增強，這又增加了熱傳遞，從而使冷卻增加。
權(quán)利要求
1.一種在濺射過程中使用的具有靶滑架和靶的陰極管，其中，具有良好導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的層位于靶的滑架和靶之間，其特征在于，所述具有良好導(dǎo)熱性的層沿著所述靶的滑架(18)的縱軸線被分為多個分離的層(19-24)，所述層被相互間隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，所述層(19-24)主要包括石墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，所述靶的滑架(2、7、18)和所述靶(3、10-17、36、41)形成為管狀或圓柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，多個圓環(huán)靶(10-17、36、41)設(shè)置在一個靶的滑架(7、18)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陰極管，其特征在于，圓環(huán)靶(36、41)的至少一端具有滑動斜面(42、43)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰極管，其特征在于，所述每個分離的層(19-24)都由箔形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，所述分離的層(19-24)由石墨圓環(huán)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陰極管，其特征在于，每個石墨圓環(huán)都設(shè)置有橫向延伸的連接線(31-35)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的陰極管，其特征在于，所述石墨圓環(huán)(19-24)的連接線(31-35)設(shè)置在所述靶的滑架(18)的外周上，從而使它們在空間上互相偏移。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，在分離的層之間設(shè)置有圓環(huán)(25-30)，這些圓環(huán)圍繞所述靶的滑架(2、7、18)的外周延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陰極管，其特征在于，相鄰的圓環(huán)靶形成為在它們的端面類似舌片和凹槽地進行嚙合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，所述靶(3、10-17)包括鉬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極管，其特征在于，所述靶(3，10-17)包括ITO。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶靶滑架和靶的陰極管。這里的靶可以是單件或多件靶。在靶的滑架和靶之間沿靶滑架的縱軸線設(shè)置有多個由導(dǎo)熱材料制成的環(huán)型件。環(huán)型件由窄圓環(huán)相互分開。靶的至少一個端面上具有斜面，這樣使靶易于在分離的環(huán)型元件上滑動。
文檔編號C23C14/34GK1908226SQ200610106168
公開日2007年2月7日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者曼弗雷德·舒馬赫, 格哈德·喬斯 申請人:應(yīng)用材料兩合公司