(57)【要約】【課題】できるだけ薄く構成されている一方で、十分な剛性を有している、冷却されたバックプレートを提供する。【解決手段】当該バックプレート２，３，４において、当該バックプレートの裏側に向かって開放している少なくとも１つの溝５が、冷却媒体流入部と冷却媒体流出部との間に延びており、溝５が、当該バックプレート２，３，４の外側のフレーム６によって取り囲まれており、フレーム６の内側で、該フレームから離れた少なくとも１つのウェブ７が延びており、該ウェブ７が、２つの溝区分同士を互いに分離しており、溝５の開放している側が、横断面で見て閉じた冷却通路を形成するために、閉鎖シート・バー９によって閉鎖されており、該閉鎖シート・バー９が、フレーム６およびウェブ７に溶接されているようにした。【選択図】図１
2006144111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタターゲットのための冷却されたバックプレートであって、当該バックプレートの表側に、スパッタしたい材料が取付け可能であり、当該バックプレートの裏側に、当該バックプレートを冷却するための手段が設けられている形式のものにおいて、当該バックプレート（２，３，４）において、当該バックプレートの裏側に向かって開放している少なくとも１つの溝（５）が、冷却媒体流入部と冷却媒体流出部との間に延びており、溝（５）が、当該バックプレート（２，３，４）の外側のフレーム（６）によって取り囲まれており、フレーム（６）の内側に、該フレームから離れた少なくとも１つのウェブ（７）が延びており、該ウェブ（７）が、２つの溝区分同士を互いに分離しており、溝（５）の開放している側が、横断面で見て閉じた冷却通路を形成するために、閉鎖シート・バー（９）によって閉鎖されており、該閉鎖シート・バー（９）が、フレーム（６）およびウェブ（７）に溶接されていることを特徴とする、スパッタターゲットのための冷却されたバックプレート。
【請求項２】
フレーム（６）の内側縁部が、閉鎖シート・バー（９）を収容するための環状の段部（８）を備えており、該段部（８）の高さが、閉鎖シート・バー（９）の厚さに相当し、これにより、段部（８）に載設されている閉鎖シート・バー（９）が、フレーム（６）の、段部を成すように取り除かれていない部分と同一平面を成している、請求項１記載のバックプレート。
【請求項３】
フレーム（６）に、裏側に向かって開放している少なくとも２つのポケット（１０）が設けられており、該ポケット（１０）が閉鎖シート・バー（９）によって覆われており、この場合、閉鎖シート・バー（９）に、ポケットの上方に位置する、冷却媒体の流入もしくは流出のための孔（１２）が設けられている、請求項１または２記載のバックプレート。
【請求項４】
ポケット（１０）が、フレーム（８）の、段部を成すように取り除かれていない部分に形成されており、閉鎖シート・バー（９）が耳（１１）を有しており、該耳（１１）がポケットの上方に位置し、前記耳（１１）内に、冷却媒体の流入もしくは流出のための前記孔（１２）が設けられている、請求項３記載のバックプレート。
【請求項５】
当該バックプレート（２，３，４）が方形の形状を有しており、当該バックプレートの表面が、縁部領域において全幅にわたって、その主部分に比べて深く段部を成すように取り除かれている、請求項１から４までのいずれか１項記載のバックプレート。
【請求項６】
深められた領域の縁部に、Ｕ字形の充填薄板（１７）が装着されており、該充填薄板（１７）の厚さが、深められた程度に相当する、請求項５記載のバックプレート。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の複数のバックプレートから成るスパッタターゲットにおいて、前記複数のバックプレートがその端面で互いに突き合わされている状態で、支持プレート（２０）の支持ウェブに固定可能であり、この場合、バックプレート（２，３，４）の、互いに突き合わされている端面が、互いに対応する段部（１８，１８′）を備えていることを特徴とする、複数のバックプレートから成るスパッタターゲット。
【請求項８】
支持プレートに載着されたバックプレート（２，３，４）であって、この場合、支持プレート（２０）が、冷却媒体流入および流出部と同軸的に並んでいる冷却媒体穿孔（２１）を有しており、冷却媒体穿孔（２１）と冷却媒体流入および流出部との間の移行部が、シールされている形式のものにおいて、各シール装置が、半径方向で間隔を置いて配置されたシールリング（２２，２３）から成っており、これらのシールリング（２２，２３）間にリング室（２４）が形成されており、該リング室（２４）が通風穿孔（２５）を介して、支持プレート（２０）の、当該バックプレート（２，３，４）とは反対の側に接続されていることを特徴とする、支持プレートに載着されたバックプレート。
【請求項９】
シールリング（２２，２３）が、支持プレート（２０）の、当該バックプレート（２，３，４）に向けられた側に配置されている、請求項８記載の支持プレートに載着されたバックプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタターゲットのための冷却されたバックプレートであって、当該バックプレートの表側（前側）に、スパッタしたい材料が取付け可能であり、当該バックプレートの裏側（後側）に、当該バックプレートを冷却するための手段が設けられている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような形式のバックプレートは、アメリカ合衆国再審査証明書第６４９４９９９号明細書に記載されている。これによれば、バックプレートは２つの部分から構成されている。第１のプレートは、スパッタしたい材料のためのホルダとして働き、前記材料はタイルの形状でこの場所に装着される。前記第１のプレートの下側に装着された第２のプレートは、運転中に第１のプレートに発生した熱を導出することができるようにするために、冷却通路を備えている。
【０００３】
２つの個別プレートから成っているバックプレートは、２つの部分から成る構成によって、所定の厚さを有している。このことは、バックプレートの後方には一般的に磁石装置が存在し、スパッタ率の上昇に役立つ磁界が表面（前面）の前方に形成されるようにするために、前記磁石装置の磁界線がバックプレートを透過して作用しなければならないので、不利である。
【０００４】
さらに、冷却プレートが支持プレートに被着されるようになっていて、この支持プレートが真空室の開口内に嵌め込まれるようになっている配置形式が公知である。この場合、磁石装置は真空室の外側に存在する。したがって、磁界線はバックプレートだけでなく支持プレートも透過して作用しなければならない。したがって、とりわけバックプレートがあまりにも厚く構成されず、これにより、極端に強くはない磁石でも十分な磁界がバックプレートの前方に形成され得るようにすることが、決定的に重要になる。他方では、バックプレートはあまりにも薄く構成されてはならない。なぜならば、バックプレートはスパッタしたい材料のためのホルダとして働き、前記材料は、通常、タイルの形状で表面に装着されるからである。したがって、このプレートは十分な剛性を有していなければならない。このことは特に、バックプレートが全面にわたっては支持プレートに載設されておらず、縁部面でしか支持ウェブに載設されておらず、かつ支持ウェブ間のスペースに片持ち式に跨設されているようにしたい場合に、重要である。
【特許文献１】アメリカ合衆国再審査証明書第６４９４９９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、スパッタターゲットのための冷却されたバックプレートを改良して、できるだけ薄く構成されている一方で、十分な剛性を有している、冷却されたバックプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために本発明の構成では、当該バックプレートにおいて、当該バックプレートの裏側に向かって開放している少なくとも１つの溝が、冷却媒体流入部と冷却媒体流出部との間に延びており、溝が、当該バックプレートの外側のフレームによって取り囲まれており、フレームの内側に、該フレームから離れた少なくとも１つのウェブが延びており、該ウェブが、２つの溝区分同士を互いに分離しており、溝の開放している側が、横断面で見て閉じた冷却通路を形成するために、閉鎖シート・バーによって閉鎖されており、該閉鎖シート・バーが、フレームおよびウェブに溶接されているようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明の最大の特徴は、冷却媒体通路がバックプレート内に構成されていて、ひいてはバックプレートが同時に冷却プレートとして働き、したがって全体的に僅かな厚さが実現されることにある。なぜならば、−従来技術に関して上記に説明したような−２つの部分から成る構成は行わなくてよくなるからである。通路を閉鎖する比較的平坦な閉鎖シート・バーがその縁部でバックプレートのフレームに固定されているだけでなく、その面において１つまたは複数のウェブによっても溝の種々異なる区分同士を互いに分離することによって、バックプレートの不可欠な剛性は維持される。このことによって、縁部固定に対して付加的に、バックプレートにわたって分配された複数の固定ラインが得られる。これにより、全体的にバックプレートが補強される。
【０００８】
ウェブとの溶接シームが閉鎖シート・バー自体によって覆い隠されているので、覆い隠された溶接シームも想定されることができる溶接方法が使用されなければならない。いわゆる電子ビーム溶接（ＥＳ溶接）がこの課題に対して定評がある。
【０００９】
バックプレートの平滑な裏面を維持するために、フレームの内側縁部は、閉鎖シート・バーを収容するための環状の段部を有している。この段部の高さは、閉鎖シート・バーの厚さに相当する。これにより、段部に載設されている閉鎖シート・バーは、フレームの、段部を成すように取り除かれていない部分と同一平面を成しており、ひいては全体的に平滑な裏面が達成される。
【００１０】
冷却通路に冷却液体を供給するために、フレームには、裏側に向かって開放している少なくとも２つのポケットが設けられており、該ポケットは閉鎖シート・バーによって覆われている。閉鎖シート・バーの、ポケットの上方に位置する領域には、冷却媒体の流入もしくは流出のために働く孔が形成されている。このために、バックプレートは、前記孔が支持プレートにおける対応する冷却媒体穿孔と同軸的に並ぶように、上記に既述の支持プレート上に置かれる。
【００１１】
同じく既述のように、バックプレートは面で支持プレートに載設されているようにするのではなく、この場所に設けられた支持ウェブに載設されているようにする。したがって、ポケットは、フレームの、段部を成すように取り除かれていない部分に存在する。このために、閉鎖シート・バーは耳を有しており、該耳はポケットの上方に位置し、前記耳内には、冷却媒体の流入および流出のための前記孔が設けられている。
【００１２】
既述のように、バックプレートは、スパッタ装置内でスパッタしたい材料から成るタイルを装着するために用いられる。バックプレートもしくは支持プレートの後方に装着された磁石は、楕円形のリングの形状のエロージョン区域を生ぜしめる。このエロージョン区域はレーストラック（Race Tracks）とも呼ばれる。楕円形の円区分（円セグメント）内には、通常、上昇したスパッタ率が記録されることができるので、ここには比較的に厚い端部タイルが装着されると有利である。それにもかかわらず、少なくともタイルの平坦な上側平面を得るためには、端部タイルは深くバックプレートに装着されなければならないであろう。このために、バックプレートの表面（前面）は端部領域に、バックプレートの全幅にわたって延びている、深められた区分を有している。ここには、比較的に厚い端部タイルが嵌め込まれることができ、この端部タイルの上面は、残りのタイルと同一平面を成す。
【００１３】
タイルはバックプレートをその全幅にわたっては覆っていないので、バックプレートの縁部は露出した状態に保たれ、タイルのためのフレームを形成する。縁部領域においても連続的に一貫して平坦な表面を有するようにするために、深められた領域の縁部には、Ｕ字形の充填薄板が装着される。この充填薄板の厚さは、深められた程度に相当する。
【００１４】
上記に既述のように、それぞれタイルを備えている既述の形式の複数のバックプレートは、相応に拡大された冷却面を備えた、比較的に大きいスパッタターゲットを得るために、互いに並べて支持プレートに固定されている。スパッタターゲットの１区分を形成する個別的な各バックプレートは、固有の冷却回路を有しているので、有効な冷却が達成されることができる。組付けを簡単化するために、互いに突き合わされている前記複数のバックプレートの端面は、互いに対応する段部を備えている。タイルは、タイル自身が固定されているバックプレートの端面とそれぞれ同一平面を成している。これにより、互いに隣り合うように組み付けられた２つのバックプレートにおける両タイルは、垂直面同士で（stumpf）互いに突き合わされている。
【００１５】
スパッタターゲットが複数の部分片に分節されているので、それぞれバックプレートと該バックプレートに固定されたタイルとから成っている個々の部分片は、比較的容易に互いに分離されることができかつ取り扱われることができる。これにより、整備および修理作業並びに消耗したタイルの交換が、容易に実施されることができる。容易に分離可能であることは、特に、各バックプレートが固有の冷却回路を有していて、ひいてはバックプレートにおける複数の冷却通路が少なくとも真空室の内側では互いに連通していないことによって、達成される。このことは、さらに、バックプレートの冷却通路同士の接続部が実現される必要はないという利点を有している。このような接続部は、スパッタリングに際しての真空室内の既存の運転条件下では、多大な手間および費用をかけなければ密に維持されることができない。したがって、モジュール式の構造によって、経済的に運転され得る大きいスパッタターゲットが実現されることができる。
【００１６】
既述のように、予めその表側にタイルが備えられているバックプレートは、アンサンブルとして支持プレートの内側に固定される。この支持プレートは全体として、真空室の開口内に嵌め込まれる。したがって、バックプレートは真空室内に存在する。この場合、バックプレートは支持プレートの支持ウェブに載設されており、しかも、冷却媒体流入部もしくは流出部が前記支持ウェブ上に位置する。冷却媒体を支持プレートに供給するために、支持ウェブを貫通して冷却媒体穿孔が支持プレートの外側から内側に延びている。前記冷却媒体穿孔は、閉鎖シート・バーの孔と同軸的に並んでいる。この接続部をシールするためにシール装置が設けられている。このシール装置は、本発明によれば、半径方向で互いに間隔を置いて配置された２つのシールリングから成っている。この場合、両シールリング間の中間室は、換気穿孔（Entlueftungsbohrung）を介して支持プレートの外側に、つまり大気に接続されている。したがって、内側に位置するシールリングが冷却媒体の流入部もしくは流出部を大気に対して絶縁する一方で、外側に位置するシールリングは、大気と真空室の内部における真空との間の分離を行う。したがって、第１のシールリングを克服した冷却媒体液体は、直ちに真空室内には到達せず、通風された領域内に到達し、この場所で蒸発することができる。これにより、異物質による真空の負荷が低減されるので、ポンピング出力はあまりにも強くは要求されない。
【００１７】
有利には、シールリングは支持プレートに存在する。とはいえ、シールリングがバックプレートに存在していたとしても、同じ目的が達成されるであろう。しかしながら、後者のシールリングは、タイルのろう接に際してバックプレートの表面に発生する熱によってシールリングが損傷を受ける恐れがあるという欠点を有しているであろう。
【００１８】
本発明の思想を明確化するために、以下に本発明の思想を実施例によって示し、複数の図面でより詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１には、スパッタターゲット１を示してある。このスパッタターゲット１は、互いに並べて置かれた複数のバックプレート２，３，４から成っている。バックプレート２，３，４はそれぞれ方形の形状を有していて、その短い端面で互いに突き合わされる。これにより、外側の２つのバックプレート２，４は、スパッタターゲット１の両端部に配置されており、真ん中のバックプレート３は中央に配置されている。スパッタターゲット１は、真ん中のバックプレート３に相応する別のバックプレートが、外側の両バックプレート２，４間に置かれることによって、任意に延長されることができる。バックプレートは、原則的に、ここに図示したよりも広幅に構成されることもできる。この場合、互いに突き合わされる端面は、バックプレートの長い面によって形成される。
【００２１】
図１は、下方から見た所、つまりバックプレート２，３，４の裏側を示す。各バックプレートの裏側には、メアンダ状に蛇行する（maeandernd）溝５がフライス加工成形されている。これにより、溝５は全体的にフレーム６によって包囲されている。メアンダ状に蛇行する溝５の個々の区分同士を互いに分離するために、複数のウェブ７が形成されている。これらのウェブ７は、交互に一方の端面もしくは他方の端面から、バックプレートの長さにわたって延びている。フレームの内側の面は、段部８を備えている。この段部８は、ウェブ７の上側縁部と同じ高さに延びている。溝５を閉鎖するためにひいては冷却通路を形成するために、閉鎖シート・バー９がフレーム内に嵌め込まれることができる。この場合、閉鎖シート・バー９の厚さは段部８の高さに相当し、しかも、フレーム６と面一の状態（同一平面の形成）が得られる。
【００２２】
冷却水の供給および流出を実現するために、フレーム６の、互いに反対の側に位置する両長手方向区分には、溝５に開口するそれぞれ１つのポケット１０が設けられている。このポケット１０は、閉鎖シート・バー９において側方へ突出している耳１１によって覆われる。この場合、耳１１内にはそれぞれ１つの孔１２が存在する。この孔１２はポケット１０の上方に位置する。
【００２３】
バックプレート２，３，４の、ここには示すことができない表面（前面）には、タイル１５，１６がろう接される。このタイル１５，１６はスパッタしたい材料から成っている。タイルが消耗している場合、残部が剥離されることができ、新しいタイル１５，１６と交換されることができる。
【００２４】
図４から分かるように、タイル１５，１６は真ん中のバックプレート３に関してはその全長にわたって延びているが、幅に関しては縁部を露出させている。外側のバックプレート２，４の、外側に位置する端部は、図２の横断面図からも分かるように、下方へ段部を成すように取り除かれている（abgesetzt）。したがって、この場所には比較的に厚いタイル１５が載着される。このタイル１５は、隣接する比較的扁平なタイル１６と同一平面を成している。このことを達成するために、外側のバックプレート２，４の表面はその端部区分において、全幅にわたって面状に取り除かれている。全幅の利用によって、比較的に厚いタイル１５のろう接が容易になる。なぜならば、このタイルの下側の縁部は露出しているからである。タイル１５，１６の固定後に、残りの縁部領域において露出状態に保たれている縁部の面一の状態を得るために、Ｕ字形の充填薄板１７がバックプレート２，３，４の表面に固定される。前記充填薄板１７は、比較的に厚いタイル１５の３つの辺を取り囲んでいる。充填薄板１７の位置は、図２に破線で示してある。
【００２５】
図３には、２つのバックプレートの間の、すなわち、外側のバックプレート２と真ん中のバックプレート３との間の移行部を示してある。ここでは組付けを簡単化するために、各端面は段部１８，１８′を備えている。これらの段部１８，１８′は互いに対応するように形成されている。この場合、一方のバックプレート２における突出部は、他方のバックプレート４の凹部に係合している。
【００２６】
嵌め込まれた閉鎖シート・バー９は、電子ビーム溶接方法によって環状に縁部６の段部８に溶接される。したがって、有効領域は全体的にシールされている。シールされた冷却通路領域の形成には、まずこれで十分であろう。付加的に、１つまたは複数のウェブ７との溶接が行われる。この溶接は特に装置の補強に役立つ。これにより、比較的に薄く構成されたバックプレート２，３，４にも拘わらず、バックプレート２，３，４の高いねじり剛性が達成される。溶接は全てのウェブ７と行われることができる。溶接は、複数の真ん中のウェブ７のうちのただ１つの真ん中のウェブと行われることもできる。
【００２７】
図５には、このようなバックプレートと支持プレート２０との結合部を示してある。この支持プレート２０は複数の冷却水穿孔２１を備えており、そのうちの１つの冷却水穿孔を示してある。この冷却水穿孔は、１つの閉鎖シート・バー９の１つの孔１２と同軸的に並んでいる。結合部のシールのために、二重のシール装置が設けられている。このシール装置は、内側に位置する第１のシールリング２２と、半径方向外側に位置する第２のシールシング２３とから成っている。両シールリング間にはリング室２４が形成されている。このリング室２４は、通風穿孔（Lueftungsbohrung）２５を介して支持プレート２０の外側（外面側）に接続されており、つまり、リング室２４は大気に接続されている。シールリング２２，２３は支持プレート２０の内面における溝内に位置する。リング室２４もこの場所に形成されている。内側のシールリング２２は大気に対して冷却媒体液体をシールする。外側のシールリング２３はリング室、つまり大気を、真空室内の支持プレート２０の内側に形成されている真空に対してシールする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】複数のバックプレートのアンサンブルの、バックプレートの裏側に注目した斜視図的な展開図である。
【００２９】
【図２】バックプレートの端部領域の横断面図である。
【００３０】
【図３】２つのバックプレートの、互いに突き合わされている端面の横断面図である。
【００３１】
【図４】複数のバックプレートのアンサンブルの、バックプレートの表側に注目した斜視図である。
【００３２】
【図５】冷却媒体接続部の横断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  スパッタターゲット、  ２  外側のバックプレート、  ３  真ん中のバックプレート、  ４  外側のバックプレート、  ５  溝、  ６  フレーム、  ７  ウェブ、  ８  段部、  ９  閉鎖シート・バー、  １０  ポケット、  １１  耳、  １２  孔、  １５  比較的に厚いタイル、  １６  比較的に薄いタイル、  １７  充填薄板、  １８，１８′  段部、  ２０  支持プレート、  ２１  冷却媒体穿孔、  ２２  シールリング、  ２３  シールリング、  ２４  リング室、  ２５  通風穿孔
【図１】
2006144111.tif 000003
【図２】
2006144111.tif 000004
【図３】
2006144111.tif 000005
【図４】
2006144111.tif 000006
【図５】
2006144111.tif 000007