(57)【要約】【課題】  円筒形ターゲットと円筒形支持管とが強固に結合された回転ターゲットを形成する回転ターゲット組立体を提供する。【解決手段】  回転ターゲット組立体は、円筒形ターゲットと円筒形支持管とを有する。円筒形ターゲットの内径と円筒形支持管の外径との間の差は、ターゲット材料の降伏ひずみに円筒形ターゲットの内径及びＮを乗じた値に実質的に等しい。ここでＮは１と１０との間の値である。前記差は、ターゲット材料と、円筒形ターゲットの寸法とにより調節することができ、結果として、円筒形ターゲットは円筒形支持管に強固に結合することができる。回転ターゲットの熱伝導率及び導電率は向上する。【選択図】図１
2011068946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管として機能し、ターゲット材料から成り、内面及び内径を有する円筒形ターゲットと、
内管として機能し、前記円筒形ターゲットに挿入して使用され、外面と前記円筒形ターゲットの前記内径より大きい外径とを有する円筒形支持管とを含み、
前記円筒形支持管が前記円筒形ターゲットに結合される前における、前記円筒形ターゲットの前記内径と前記円筒形支持管の前記外径との間の差は、前記ターゲット材料の降伏ひずみに前記円筒ターゲットの前記内径及びＮを乗じた値に実質的に等しい、ここでＮは１と１０との間の値である、回転ターゲット組立体。
【請求項２】
さらに、前記円筒形ターゲットの前記内面若しくは前記円筒形支持管の前記外面又はその両方のそれぞれに形成された、少なくとも１つの溝を有する、請求項１に記載の回転ターゲット組立体。
【請求項３】
さらに、前記円筒形ターゲットと前記円筒形支持管との間に適用され、導電性材料から成る中間体を備える、請求項１に記載の回転ターゲット組立体。
【請求項４】
前記溝は、導電性材料から成る中間体で満たされている、請求項２に記載の回転ターゲット組立体。
【請求項５】
前記円筒形支持管は前記円筒形ターゲットに取り付けられ、該円筒形ターゲットと結合されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の回転ターゲット組立体を含む、回転ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ターゲットに関し、特に円筒形ターゲット及び該円筒形ターゲットに強固に結合された円筒形支持管を有する回転ターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マグネトロンスパッタリング法において、平面ターゲットが使用されている。スパッタリングは、ターゲットの表面に実施され、磁力線がターゲット表面に接する所に最高のプラズマ密度の部分を集中させる。このため、レーストラック状の浸食模様が、スパッタリング後のターゲット表面上に形成される。平面ターゲットは、約３５％〜５０％の使用率である。
【０００３】
このため、回転ターゲットの使用率は、スパッタリングの費用を減少させるべく、最大で７０％〜８０％であり、長寿命を有する。
【０００４】
回転ターゲットは、円筒形ターゲット及び円筒形支持管を有する。回転ターゲットのターゲット結合は、平面ターゲットのターゲット結合より複雑である。従来の方法は、円筒形ターゲットと該円筒形ターゲットの内径より小さい外径を有する前記円筒形支持管とを準備すること、前記円筒形支持管を前記円筒形ターゲットに挿入すること、及び該円筒形ターゲットと前記円筒形支持管とを結合すべく、前記円筒形ターゲットと前記円筒形支持管との間の隔たりに低融点の金属で作られたはんだを塗布することを含む。前記円筒形ターゲット及び前記円筒形支持管をはんだつけするとき、前記回転ターゲットに圧力を加えることが難しく、その結果、前記円筒形ターゲットは、前記円筒形支持管に強固に結合することができない。
【０００５】
特開平１１−０７１６６７号公報は、熱膨張及び収縮の理論に従って前記円筒形支持管を前記円筒形ターゲットに挿入すること及び前記円筒形支持管と前記円筒形ターゲットとを結合するために機械力を使用することを含む回転ターゲットの製造方法を開示する。前記円筒形ターゲットの内径と前記円筒形支持管の外径との間の差は、０．０１ｍｍから０．５ｍｍであるが、該差と回転ターゲットの寸法との間の関連性を全く考慮していない。Ｇｅｏｒｇｅ  Ｍ．Ｗｉｔｙａｋ‘ｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｏａｔｅｒｓ，４９ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，２００５）によれば、前記差と前記回転ターゲットの寸法とが適切に調整されず、円筒形ターゲットと円筒形支持管とを取り外すことができないにもかかわらず、前記回転ターゲットは、該回転ターゲットの温度の変化及び電気アークの発生周波数に比例して低い熱伝導率及び導電率を有することを見出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０７１６６７号公報
【非特許文献１】Ｇｅｏｒｇｅ  Ｍ．Ｗｉｔｙａｋ‘ｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｏａｔｅｒｓ、４９ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、円筒形ターゲットと円筒形支持管とが強固に結合された回転ターゲットを形成する回転ターゲット組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を解決するために、本発明に係る回転ターゲット組立体は、円筒形ターゲットと円筒形支持管とを含む。円筒形ターゲットの内径と円筒形支持管の外径との間の差は、ターゲット材料の降伏ひずみに前記円筒形ターゲットの内径及びＮを乗じた値に実質的に等しい。ここでＮは１と１０との間の値である。
【発明の効果】
【０００９】
前記差は前記ターゲット材料と、前記円筒形ターゲットの寸法とにより調節することができ、結果として、前記円筒形ターゲットは円筒形支持管に強固に結合することができる。そのため、前記回転ターゲットの熱伝導率及び導電率は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る回転ターゲット組立体の展開図。
【図２】本発明に係る回転ターゲット組立体の円筒形支持管の端面図。
【図３】本発明に係る回転ターゲット組立体の円筒形ターゲットの端面図。
【図４】本発明に係る回転ターゲット組立体の実施例の分解斜視図。
【図５】本発明に係る回転ターゲット組立体の別の実施例の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照するに、本発明に係る回転ターゲット組立体は、円筒形ターゲット（１０）と円筒形支持管（２０）とを有する。円筒形ターゲット（１０）は、外管として機能し、ターゲット材料から成り、内径を有する。円筒形支持管（２０）は、内管として機能し、円筒形ターゲット（１０）内に挿入して使用され、また外径を有する。円筒形ターゲット（１０）の前記内径は、円筒形支持管（２０）の前記外径より小さい。円筒形ターゲット（１０）の前記内径と円筒形支持管（２０）の前記外径との間の差は、ターゲット材料の降伏ひずみに円筒形ターゲット（１０）の前記内径及びＮを乗じた値に実質的に等しい。ここでＮは１と１０との間の値である。
【００１２】
Ｒは円筒形ターゲット（１０）の前記内径を、ｒは円筒形支持管（２０）の前記外径をそれぞれ示し、ｒはＲより大きい。加熱されたとき、円筒形ターゲット（１０）と円筒形支持管（２０）との間で温度差が生ずる。熱膨張及び収縮の理論によれば、Ｒ´はＲ（１＋ＫａＴａ）に実質的に等しく、ｒ´はｒ（１＋ＫｂＴｂ）に実質的に等しい。Ｒ´は円筒形ターゲット（１０）の変形後の該円筒形ターゲットの前記内径を、ｒ´は円筒形支持管（２０）の変形後の該円筒形支持管の前記外径をそれぞれ示している。Ｋａは円筒形ターゲット（１０）の熱膨張率を、Ｋｂは円筒形支持管（２０）の熱膨張率をそれぞれ示している。Ｔａは膨張又は収縮前後の円筒形ターゲット（１０）の温度の温度差を、Ｔｂは膨張又は収縮前後の円筒形支持管（２０）の温度の温度差をそれぞれ示している。Ｒ´がｒ´より大きいとき、円筒形支持管（２０）は、円筒形ターゲット（１０）に挿入することができる。
【００１３】
円筒形ターゲット（１０）の前記内径と円筒形支持管（２０）の前記外径との間の差は、円筒形ターゲット（１０）及び円筒形支持管（２０）の強固並びに円筒形ターゲット（１０）及び円筒形支持管（２０）の耐えうる応力を決定する。
【００１４】
本発明の好ましい差は、ターゲット材料の降伏ひずみにターゲット材料の内径及びＮを乗じた値に実質的に等しくすべきである。ここでＮは１と１０との間の値である。前記差が前記好ましい差より小さいとき、得られる回転ターゲットは低い熱伝導率及び導電率を有し、結果としてスパッタリング中に温度が望ましくない上昇をし、異常に放電する。前記差が前記好ましい差より大きいとき、前記回転ターゲットは変形し、損傷し、使用することができない。
【００１５】
円筒形ターゲット（１０）及び円筒形支持管（２０）は、少しもはんだを付けることなく強固に結合することができる。さらに、熱伝導率、導電率及び円筒形ターゲット（１０）と円筒形支持管（２０）との結合を向上させるために、中間体は円筒形ターゲット（１０）の前記内面と円筒形支持管（２０）の前記外面との間に適用させることができる。
【００１６】
図２及び図３を参照するに、円筒形ターゲット（１０）は内面（１１）に形成された少なくとも１つの内側の溝（１２）を備え、該内側の溝は中間体（３０）で満たされていてもよい。円筒形支持管（２０）は外面（２１）に形成された少なくとも１つの外側の溝（２２）を備え、該外側の溝は中間体（３０）で満たされていてもよい。中間体（３０）は、導電性材料から成り、円筒形ターゲット（１０）及び円筒形支持管（２０）の組立の前後に内側の溝（１２）及び／又は外側の溝（２２）に取り付けることができる。
【００１７】
図４を参照するに、１つの実施例において円筒形ターゲット（１０）は、近位端（１３）と、遠位端（１４）とを備える。内側の溝（１２）は、近位端（１３）又は遠位端（１４）に隣接する内面（１１）に形成されている。円筒形支持管（２０）は、近位端（２３）と、遠位端（２４）とを備える。外側の溝（２２）は、近位端（２３）又は遠位端（２４）にそれぞれ隣接する外面（２１）に形成されている。溝（１２）、（２２）は、間隔をおいて形成してもよく、環状溝を形成することにより相互に連絡してもよい。図５を参照するに、他の実施例において各内側の溝（１２´）又は外側の溝（２２´）は前記近位端から前記遠位端までの長手方向の溝である。各溝は、直線、螺旋又は同種のものでもよい。
【００１８】
本発明は回転ターゲット組立体を含む回転ターゲットを提供する。円筒形支持管（２０）は、円筒形ターゲット（１０）に取り付けられ、該円筒形ターゲットに強固に結合されている。
【００１９】
［例］
［回転ターゲットの製造方法］
［例１］
１３２．５ｍｍの内径を有する銀の円筒形ターゲット及び１３３．０ｍｍの外径を有するステンレス鋼の円筒形支持管を提供する。銀の熱膨張率は約１９．５×１０−６／Ｋである。前記銀の円筒形ターゲットは、２５℃から５００℃まで加熱され、前記内径は１３３．７ｍｍへ拡大される。前記ステンレス鋼の円筒形支持管は２５℃であり、該支持管は回転ターゲットを形成すべく前記銀の円筒形ターゲットに挿入される。前記回転ターゲットは室温まで冷却され、組み立てられる。前記銀の円筒形ターゲットと前記ステンレス鋼の円筒形支持管との間の差は０．５ｍｍであり、銀の降伏ひずみは０．２５％であり、Ｎは１．５である。
【００２０】
［例２］
７０．０ｍｍの内径を有するインジウムスズ酸化物の円筒形ターゲット及び７０．１５ｍｍの外径を有するステンレス鋼の円筒形支持管を提供する。インジウムスズ酸化物の熱膨張率は、約７．５×１０−６／Ｋであり、ステンレス鋼の熱膨張率は、約１０．５×１０−６／Ｋである。前記インジウムスズ酸化物の円筒形ターゲットは、２５℃から５２５℃まで加熱され、前記内径は７０．２６ｍｍへ拡大される。前記ステンレス鋼の円筒形支持管は２５℃から−７５℃まで冷却され、前記ステンレス鋼の円筒形支持管の前記外径は７０．０８ｍｍへ縮小させる。前記ステンレス鋼の円筒形支持管は、回転ターゲットを形成すべく前記インジウムスズ酸化物の円筒形ターゲットに挿入される。前記回転ターゲットは室温に冷却され、組み立てられる。前記インジウムスズ酸化物の円筒形ターゲットと前記ステンレス鋼の円筒形支持管との間の差は０．１５ｍｍであり、インジウムスズ酸化物の降伏ひずみは０．２１％であり、Ｎは１．０である。
【００２１】
［例３］
１００．０ｍｍの内径を有するアルミニウムの円筒形ターゲット及び１０１．０ｍｍの外径を有するステンレス鋼の円筒形支持管を提供する。アルミニウムの熱膨張率は、約２３．２×１０−６／Ｋである。前記アルミニウムの円筒形ターゲットは、２５℃から５２５℃まで加熱され、前記内径は１０１．２ｍｍへ拡大される。前記ステンレス鋼の円筒形支持管は２５℃であり、該支持管は回転ターゲットを形成すべく前記アルミニウムの円筒形ターゲットに挿入される。前記回転ターゲットは室温まで冷却され、組み立てられる。前記アルミニウムの円筒形ターゲットと前記ステンレス鋼の円筒形支持管との間の差は１．０ｍｍであり、アルミニウムの降伏ひずみは０．２１％であり、Ｎは４．０である。
【００２２】
［比較例］
１３２．６ｍｍの内径を有する銀の円筒形ターゲット及び１３２．８ｍｍの外径を有するステンレス鋼の円筒形支持管を提供する。銀の熱膨張率は約１９．５×１０−６／Ｋである。前記銀の円筒形ターゲットは、２５℃から５００℃まで加熱され、前記内径は１３３．８ｍｍへ拡大される。前記ステンレス鋼の円筒形支持管は２５℃であり、該支持管は回転ターゲットを形成すべく前記銀の円筒形ターゲットに挿入される。前記回転ターゲットは室温まで冷却され、組み立てられる。前記銀の円筒形ターゲットと前記ステンレス鋼の円筒形支持管との間の差は０．２ｍｍであり、銀の降伏ひずみは０．２５％であり、Ｎは０．６である。
【００２３】
［スパッタリング試験］
スパッタリングの出力を１ｋｗから５ｋｗへ調整することにより、比較例の前記円筒形ターゲットの温度が１５０℃より高い間、例１、例２及び例３の前記円筒形ターゲットの温度は５０℃に維持されている。比較例の結合が十分に強固でないことが証明され、結果として熱を前記円筒形ターゲットから前記円筒形支持管まで伝導することができない。したがって、前記円筒形ターゲットの前記内径と前記円筒形支持管の前記外径との間の差は、前記ターゲット材料の降伏ひずみに前記円筒形ターゲットの内径及びＮを乗じた値に等しくなるように制御されなければならない。Ｎは１と１０の間の値である。前記円筒ターゲットは、円筒形支持管と強固に結合することができる。そのため、前記回転ターゲットの熱伝導率及び導電率は改善される。
【符号の説明】
【００２４】
１０          円筒形ターゲット
１１          内面
１２、１２´  内側の溝
１３、２３    近位端
１４、２４    遠位端
２０          円筒形支持管
２１          外面
２２、２２´  外側の溝
３０          中間体
【図１】
2011068946.tif 000003
【図２】
2011068946.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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