[发明专利]功率兼容性更高的溅射靶

说明书

本发明涉及板定中系统，包括具有支座的板，在这里，该板在室温和较高温度下都与所述板和支座的热胀无关地在支座内被定中，并且该板在支座内在较高温度下可以自由膨胀。本发明尤其涉及具有框形靶架的靶，其非常适合用在用于靶的高功率脉冲磁控溅射的涂覆源中。

背景技术

高功率密度是经济运行溅射方法所必需的。但溅射靶的冷却在此是很重要的。

目前，溅射靶通常或是被直接冷却，或是被间接冷却。

被直接冷却的靶例如在图2的视图中被示意性示出：为了溅射而在靶表面1a上转化的功率与靶材1b的导热性相关地通过导热被传导至靶背面1c。冷却液(通常是水)流过溅射源主体10内的冷却液通道5(通常是水通道)并且根据流动状况相应散走热流。为了将靶1固定接合至水通道5，通常采用螺钉4，其穿过靶1和溅射源主体10。另外也需要安装密封3以免水流入真空室。图2未示出这种溅射靶-冷却装置的本领域技术人员所知道的其它组成部件。

被间接冷却的靶例如在图3的视图中被示意性示出。在此情况下，冷却液通道5是完整闭合的，在这里形成所谓的“闭合”冷却板。靶1被如此固定到闭合冷却板上(例如螺栓连接或夹住)，即靶1的背面1c与冷却表面接触，并且通过将靶背面1c压紧到冷却表面上来实现或促进从靶至冷却液的传热。图2未示出这种溅射靶-冷却板装置的本领域技术人员所知道的其它组成部件。

根据冷却方法或极端功率密度的不同，可能出现靶高温并且靶材的机械强度可能会出问题。

例如在铝制靶情况下，该靶利用螺钉在冷却板边缘处被固定在冷却板上(如图3所示)并且被压紧到坚硬的冷却表面。可能出现，在溅射靶-冷却板装置中(如图3所示)，当因溅射作业而变热时，靶膨胀到出现由螺钉夹紧所引起的应力和机械扭曲，它们导致了对冷却板的导热变差，这可能导致靶损坏。在考虑这些边界条件的情况下，例如铝制的溅射靶的功率密度必须被限制到小于10W/cm²的值，可能的话小于5W/cm²。

另一种重要的靶夹紧和冷却的方法是利用活动膜的间接冷却，如图4所示。靶通过适当的机构9被固定(如通过夹子、螺栓、卡口接合)在溅射源主体10上。在可让液体(一般是水)流过的冷却通道5中存在液静压，其将活动膜均匀压紧到靶背面1c上。这样的活动膜例如可以是一种金属箔。因而，这样的带有活动膜的冷却板装置也称为金属箔冷却板装置或简称为金属箔冷却板。

在膜和靶背面之间，可以预计到有缩小的导热面。该导热面可以通过衬上一个例如由铟、锌、石墨构成的可延展性衬膜来明显改善。例如，人们可以将一个极薄的自粘性碳膜粘附到靶背面或要接触靶背面的膜侧面上，就像WO 2013 149692 A1所述的那样，以最佳地改善导热。

但这种方法的缺点是，靶因液静压而承受弯曲。在极高的功率密度和更高温度下的靶的机械强度通常不足以防止靶弯曲、进而损坏。尤其当卡口接合充当用于在溅射源体上夹紧和固定所述靶的支承座时它是不够的。例如，一般由铝和钛或由铝和铬粉末冶金制造的靶在高于200℃的温度下很软且可塑。因此，这样的靶在高于200℃的温度下通常强烈弯曲和损坏。

发明内容

本发明的任务是提供一种溅射源装置，其使得采用带有活动膜的冷却板装置成为可能，其中，该靶在高温时没有因在冷却板装置的冷却通道内的液静压的作用而损坏。

发明描述

如此完成本发明的任务：提供一种如下所述的具有板定中系统的涂覆源，其包括：

a)安置在支座内的板，该板具有板正面和板背面以及定中机构，其中，所述支座包括用于容纳所述板的框形靶架，所述板是靶，该板正面设置用于在PVD过程中将层材料从表面转变至气相，并且该定中机构设计成：在不同板温度时保证定中，

b)设置在该板背面上的具有冷却通道和闭合冷却板的冷却装置，该闭合冷却板呈活动膜状，其中，为了保证在所述板背面和膜之间的良好热接触，将自粘的石墨膜粘附到该板背面上，