(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタカソードにおいて、
・平らなプレート状のターゲット（８）のターゲット面の前でアーチ状に湾曲したそれ自体閉じられた磁束線（１５，１５′…）を形成するためにそれぞれヨーク（３）の底部及び／又はトラフ縁部（２０）又は中央ウエブ（５）内に挿入されているかもしくは嵌込まれたマグネット（７，７′…）と、該中央ウエブ（５）とを備えた、ターゲット（８）の後方に配置されるトラフ状のヨーク（３）と、
・導磁性の材料から成る層と非導磁性の材料から成る層（２１）との２層薄板ラミネートのうち該導磁性の材料から成る層から切出して成形され、ターゲット（８）とヨーク（３）のトラフ縁部（２０）の、ターゲット（８）に面して配置される端面（１２）との間の平面内に挿入されたほぼストリップ状又はリング状の複数の裁断片（９，１０，１１）と
が設けられており、
該裁断片（９，１０，１１）は、
・トラフ縁部（２０）の端面（１２）及び中央ウエブ（５）の端面（１３）の上側の領域を覆う裁断片（９，１１）と、
・中央ウエブ（５）の端面（１３）とトラフ縁部（２０）の端面（１２）との間の領域の一部を覆う別の裁断片（１０）と
を有し、
全ての薄板裁断片（９，１０，１１）の相互間に、前記端面（１２，１３）に対してほぼ平行に延びるギャップ（ａ，ａ′）が形成されており、
前記非導磁性の材料から成る層（２１）が、前記裁断片（９，１０，１１）間のギャップ（ａ，ａ′）を架橋ししかも裁断片（９，１０，１１）を補強していることを特徴とする、スパッタカソード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタカソードであって、少なくとも１部分によって形成された平らなプレート状のターゲットと、ターゲット面の前でアーチ状に湾曲した磁束線をから自体閉じられたトンネルを形成するためのマグネット及び中央ウエブを備えた、ターゲットの後方に配置されたトラフ状のヨークと、ターゲットとヨークのトラフ縁部の、ターゲットに面した端面との間の平面内に挿入された導磁性の薄板から成るほぼストリップ状又はリング状の複数の裁断片とが設けられており、この場合、前記裁断片が、トラフ縁部の端面及び中央ウエブの端面の上側の領域を覆う裁断片並びに中央ウエブの端面とトラフ縁部の端面との間の領域の一部を覆う別の裁断片を有していて、全ての薄板裁断片が協働して、端面に対してほぼ平行に延びるギャップを形成している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ合衆国特許第４８６５７０８号明細書から公知の上記形式のスパッタカソードの場合には、ターゲットの前に形成される、湾曲した磁束線から成るトンネルを凹面状に偏向するために、一方はターゲットと他方はマグネットヨークとの間でマグネット列の平面内に、つまりターゲットに面した前方のマグネット面の平面の下側に透磁性の材料から成るセグメントが配置されていて、これにより、ターゲットに幅広い浸食溝が得られひいてはターゲットの耐用寿命が延長される。
【０００３】
更に、ドイツ国特許第１９６２２６０６．２号明細書から公知のスパッタカソードはカソード基体を備え、このカソード基体は、プレート状のターゲット及びターゲットの後方に配置されたマグネットヨークを有し、このマグネットヨークは、楕円形又は方形の配列でしかも互いに同心的にターゲット平面に対して平行な平面内に配置された、極性の異なる閉じられた（コンパクトな）マグネット列を有していて、この場合、ターゲットとターゲットに面したマグネット端面との間の平面内に、導磁性の材料から成る薄板裁断片又は対応して配列された部分裁断片が挿入されている。
【０００４】
部分裁断片又は薄板裁断片の２つはフレーム状の配列を有し、この場合、２つの直線的な長手区分を互いに結合するアーチ状の薄板裁断片区分は円弧とは異なる、例えば楕円形、放物線状又は不等・アーチ状の縁部経過を有しているので、２つの隣接するアーチ状の区分によって形成されたギャップはそれぞれ不規則な幅経過を有する。
【０００５】
更に、ドイツ国特許第１９６２２６０７．４号明細書から公知のスパッタカソードは、ターゲットの後方に配置されたマグネットヨークを備え、このマグネットヨークは、楕円形又は方形の配列でしかも互いに同心的にターゲット平面に対して平行な平面内に配置された２つのマグネット列を有し、このマグネット列は、ターゲットとターゲットに面したマグネット端面との間の平面内に挿入された薄板裁断片又は部分裁断片グループを有していて、この場合、部分裁断片グループ又は薄板裁断片の２つはマグネットの上側の領域を覆いかつ第３の薄板裁断片又は部分裁断片グループはマグネット列間の領域の一部を覆いかつ全ての薄板裁断片は協働してマグネット列に対してほぼ平行に延びる２つのギャップを形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、一面では、スパッタ作動中に浅くしかも特に幅広い浸食溝が形成されかつできるだけ最良のターゲット切除が行われるように、他面では、平行に延びる磁気的な両トンネル間の領域ができるだけ狭く形成されるように、マグネットとセグメントとを対応配置することにある。更に、セグメントをできるだけ安価に製作しかつセグメントの剛性を、別の支持又は保持手段を用いずにカソードに組み込むことができるように設計することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明によれば、導磁性の材料から成る裁断片が、２層の薄板ラミネートの一方の層から、例えばアルミニウム・鉄複合プレートから切出し成形されており、他方の層が、非導磁性の材料から形成されていてかつ導磁性の材料から成る裁断片の間のギャップを架橋ししかも該裁断片を補強していることによって解決された。
【０００８】
別の有利な構成はその他の請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１図及び第２図によるスパッタカソードは、トラフ状のカソード基体２を有していて、このカソード基体２内には同様にトラフ状のヨーク３が嵌め込まれている。この場合ヨーク３は、ヨーク３内の凹所４を長手方向で分割するウエブ５を有していて、このウエブ５の長さは、方形の横断面の楕円形の冷却通路６が形成されるように、設計されている。
【００１０】
更にスパッタカソードは、立方体状の永久磁石７，７′の閉じられた（コンパクトな）列を有していて、この永久磁石列はヨーク３の底部部分内に、ヨーク３の上側に配置されたターゲット８にそれぞれ向き合う永久磁石端面及びターゲット８とは逆向きの永久磁石端面が凹所４の底面もしくはヨーク３の背面と同一平面を成すように、埋め込まれている。
【００１１】
更にスパッタカソードは、ターゲット８とヨーク３との間に挿入された３つの薄板裁断片９，１０，１１を有していて、この薄板裁断片うち互いに同心的に設けられた２つの薄板裁断片９，１０は、楕円形のリングとして、かつ、中央の薄板裁断片は、リング状の薄板裁断片９，１０によって取り囲まれたストリップ状の薄板裁断片１１として形成されていて、この場合、薄板裁断片９，１０，１１は導磁性（磁気的に伝導性）の材料から形成されかつ非導磁性（磁気的に非伝導性）の材料から成る薄板に成層されているかもしくは薄板ラミネート又は２層薄板の１つの層から切出し成形されていて、この場合磁気材料から成る第２の薄板層は未成形のままである。
【００１２】
閉じられた列の永久磁石７，７′を有するマグネットヨーク３の上側には、ターゲット８が配置されていて、このターゲット８は、通常マグネット列７，７′に面した下面側に定置にターゲット基板（図示せず）を備えている。
【００１３】
３つの薄板裁断片９，１０，１１はこれらの間でギャップａ，ａ′を形成し、このギャップは、全長に亘って同じ幅で設計されるか又は狭まるように又は拡大するように形成できる。ギャップａ，ａ′の幅に応じて磁束線１５，１５′が程度の差こそあれ強く偏向されるので、磁束線１５，１５′から閉じられたトンネルが形成され、このトンネルは扁平でありひいてはスパッタ率を全体的に均等化しかつ同様にターゲット利用を改善する。
【００１４】
簡単なマグネット装置（極性が逆向きである２つのマグネット列）から成るスタンダードなマグネトロンカソードは、ターゲットにほぼ先細に延びるスパッタ溝を形成する。このスパッタ溝は、通常狭くなるほど、深くなる。本発明の利点は、ターゲット表面の上側及びターゲット内で異なる磁界を成形することにある。ターゲット表面上側の磁界は、スタンダードなマグネトロンカソードの磁界に相応する。磁界は、ターゲット表面に対してほぼ平行に延びかつターゲットの両側で進出するかもしくは進入する。磁界はいわゆる屋根状磁界（Dachfeld）である。
【００１５】
ターゲットとヨークとの間に挿入された薄板を用いない従来のカソードとは異なって、本発明の実施例では、少なくとも２つのこのような屋根状磁界１６，１７から成る磁界がターゲット８において形成される。これによって、ターゲット表面におけるプラズマは並んで位置する多数の部分プラズマに分割される。これによって、各ターゲット半部の中央領域は最早著しく切除されず、むしろターゲットの縁部領域が切除される。このことは、ターゲット利用を著しく増大させる。それというのも、これによってスパッタ溝が比較的幅広くなるからである。
【００１６】
このようなスパッタカソードの構成においては、従来の形式で構成されたスパッタカソードよりも大きな磁気的な励磁を必要とする。それというのも、磁束の大部分がヨーク及び薄板内で案内されひいてはターゲット表面を介して案内されないからである。つまり全磁束密度が高められねばならない。
【００１７】
所要のマグネットが内側及び外側（即ち、ウエブ及びトラフ縁部）に位置決めされる場合には、マグネット用の使用可能なスペースは通常外径（組込み寸法）によって制限される。（幾何学的な条件に応じて）制限された容積のみが所要のマグネット質量の組込みのために使用される。本発明の原理を使用した場合の磁界分布はギャップａ，ａ′における磁界進出によって著しく規定されるので、この場合マグネットの実際の位置はさほど重要ではない。従って、相対的な磁界経過を著しく変更することなしに、磁気的なヨーク３の底部内にマグネットを組み込むことができる。ヨーク３の底部内には、マグネットの組込みのために比較的多くのスペースが与えられる。それ故、永久磁石７，７′はヨーク底部内に水平に組み込まれる。
【００１８】
本発明によるカソードにおいては特にトラフ状のヨークの縁部１２及び中央ウエブ５にマグネットを必要としないので、この領域を特に狭く形成できる。このことは改善されたターゲット利用を生ぜしめる。
【００１９】
マグネット質量の更なる増大は、水平に並びに垂直にヨークに組み込まれているかもしくはヨークに載着される（第３図参照）マグネットの組み合わせによって得られる。底部に組み込まれた水平マグネットに付加的に、マグネット１８，１８′がヨークトラフ１９の周方向の縁部に載着される。
【００２０】
薄板裁断片９，１０，１１を製作するために、有利には２層の薄板もしくは薄板ラミネートが使用され、この場合、１つの層が鉄からかつ別の層が銅から形成され、この際２つの薄板が互いに不動に圧縮、溶着、注型又は重ね圧延（成層）される。
【００２１】
有利には、第１図で図示の裁断片９，１０，１１が生ずるように、鉄層が銅層２１からフライス切削され、この裁断片は、自体剛性で、ギャップａ，ａ′の寸法安定性を保証しかつ難なくカソードに組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カソードの一方の半部の斜視図であり、この場合ターゲット及び薄板裁断片は断片としてのみ図示されている。
【図２】第１図のカソードの横断面図であり、この場合列を成すマグネットがトラフ状のヨークの底部内に埋め込まれている。
【図３】カソードの横断面図であり、この場合第１図及び第２図の実施例に対して付加的にマグネットがトラフ縁部に配置されている。
【符号の説明】
２  カソード基体
３  ヨーク
４  凹所
５  ウエブ
６  冷却通路
７，７′，…  永久磁石
８  ターゲット
９，１０，１１  薄板裁断片（導磁性の材料）
１２，１３  端面
１４  トラフ縁部
１５，１５′，…  磁束線
１６，１７  磁気的な屋根状磁界
１８，１８′，…  マグネット
１９  ヨークトラフ
２０  トラフ縁部
２１  銅層（非導磁性の材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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