(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット管（２００）を回転可能に支持し、マグネットバーを前記スパッタリングターゲット管の内側に拘束するためのエンドブロック（１００）であって、
前記エンドブロック（１００）は、マグネットバー取付具（１５０）を受け入れるためのレセプタクルを備えており、
前記レセプタクルは、信号コネクタの第１の部分（１６２）を備え、
前記第１の部分（１６２）は、前記マグネットバー取付具（１５０）から信号コネクタの第２の部分（１６４）を受け入れるように配置され、前記エンドブロック（１００）と前記マグネットバー（２２０）との間に信号接続部が形成されることを可能としており、
前記エンドブロック（１００）は、冷却流体を導くための冷却流体通路を備えており、前記信号接続部の前記第１の部分（１６２）は、前記冷却流体通路内に設けられており、
前記エンドブロック（１００）は、保護手段を前記信号コネクタに備えるように構成されており、
前記保護手段は、前記エンドブロック（１００）と前記マグネットバー（２２０）との間に伝達される動力および／またはデータ信号が、周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって、劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するように構成されていることを特徴とするエンドブロック。
【請求項２】
前記信号コネクタの前記第１の部分（１６２）は、電力および／またはデータ信号を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンドブロック。
【請求項３】
前記保護手段は、少なくとも外面において導電性かつ非腐食性の材料を含むか、または該材料からなる前記信号コネクタの前記第１の部分（１６２）を含んでいることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエンドブロック。
【請求項４】
前記保護手段は、前記第１の部分（１６２）が前記第２の部分（１６４）を受け入れたときに前記信号コネクタの周りに形成される包囲体を含んでいることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエンドブロック。
【請求項５】
前記形成される包囲体は、ファラディケージを形成するようになっていることを特徴とする、請求項４に記載のエンドブロック。
【請求項６】
前記形成される包囲体は、高磁気透過性を有する材料から作製されていることを特徴とする、請求項４に記載のエンドブロック。
【請求項７】
前記保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでおり、前記犠牲アノードは、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に電食によって消耗するようになっていることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のエンドブロック。
【請求項８】
前記第１の部分（１６２）は、前記冷却流体内に部分的または完全に浸漬されるようになっていることを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のエンドブロック。
【請求項９】
前記保護手段は、動力および／またはデータ信号が０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の電力を有する信号の影響を受ける前記周囲の冷却流体によって、劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するように構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のエンドブロック。
【請求項１０】
前記保護手段は、動力および／またはデータ信号が０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の周波数、任意選択的に、パルス周波数を有する信号の影響を受ける前記周囲の冷却流体によって劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するように、構成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のエンドブロック。
【請求項１１】
スパッタリング装置の円筒状ターゲット管（２００）内に導入されるマグネットバー（２２０）であって、
前記マグネットバー（２２０）は、エンドブロックのレセプタクルに取り付けられるマグネットバー取付具（１５０）と、冷却流体を導くための冷却流体通路を備え、
前記マグネットバー取付具（１５０）は、信号コネクタの第２の部分（１６４）を備えており、前記第２の部分（１６４）は、前記マグネットバー（２２０）がエンドブロック（１００）に取り付けられたときに前記エンドブロック（１００）と前記マグネットバー（２２０）との間に信号を伝達するための信号コネクタが形成されるように、前記冷却流体通路内に配置されており、
前記マグネットバー（２２０）は、保護手段を前記信号コネクタにもたらすように構成されており、
前記保護手段は、前記マグネットバー（２２０）と前記エンドブロック（１００）との間に伝達される動力および／またはデータ信号が、周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって、劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するようになっていることを特徴とする、マグネットバー。
【請求項１２】
前記信号コネクタの前記第２の部分（１６４）は、電力および／またはデータ信号を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載のマグネットバー。
【請求項１３】
前記保護手段は、少なくとも外面において導電性かつ非腐食性の材料を含むかまたは該材料からなる前記信号コネクタの前記第２の部分（１６４）を含んでいることを特徴とする、請求項１１または請求項１２のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項１４】
前記レセプタクルは、第１の部分（１６２）を備えており、
前記保護手段は、前記第２の部分（１６４）が前記第１の部分（１６２）に取り付けられたときに前記信号コネクタの周りに形成される包囲体を含んでいることを特徴とする、請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項１５】
前記形成される包囲体は、ファラディケージを形成するようになっていることを特徴とする、請求項１４に記載のマグネットバー。
【請求項１６】
前記形成される包囲体は、高磁気透過性を有する材料から作製されていることを特徴とする、請求項１４に記載のマグネットバー。
【請求項１７】
前記保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでおり、前記犠牲アノードは、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に電食によって消耗するようになっていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項１６のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項１８】
前記第２の部分（１６４）は、前記冷却流体内に部分的または完全に浸漬されるようになっていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項１７のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項１９】
前記保護手段は、動力および／またはデータ信号が０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の電力を有する信号に晒された前記周囲の冷却流体によって劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するように構成されていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項１８のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項２０】
前記保護手段は、動力および／またはデータ信号が０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の周波数、任意選択的に、パルス周波数を有する信号に晒された前記周囲の冷却流体によって劣化、破壊、または干渉されないように、前記信号コネクタを保護するように構成されていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項１９のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項２１】
前記信号コネクタの前記第２の部分（１６４）は、導電部分であり、前記信号コネクタの前記第２の部分（１６４）は、前記マグネットバー取付具（１５０）から絶縁されていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項２０のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項２２】
磁石構成および前記磁石構成の位置を調整するための駆動機構をさらに備えており、
前記駆動機構は、動力信号によっておよび／または前記信号コネクタを介して受信されたデータ信号に依存して駆動されるように構成されていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項２１のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項２３】
磁場配位の位置または磁場強度を表すセンサ信号を生成し、前記センサ信号をエンドブロック（１００）に伝達するように構成されたセンサをさらに備えていることを特徴とする、請求項１１ないし請求項２２のいずれかに記載のマグネットバー。
【請求項２４】
前記保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでおり、前記犠牲アノードは、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に電食によって消耗するようになっていることを特徴とする、請求項１−１０のいずれかに記載のエンドブロック（１００）または請求項１１−２３のいずれかに記載のマグネットバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置内においてスパッタリングターゲットを回転可能に支持するために用いられるエンドブロックに関する。さらに詳細には、本発明は、大面積を被覆するためのスパッタリング装置、例えば、ディスプレイ塗膜機、大面積ガラス塗膜機、ウエブ塗膜機、または同種の機器において、回転可能なターゲットと共に用いられるスパッタリングマグネトロン内のマグネットバーのオンライン調整に適するエンドブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングによる物理蒸着は、例えば、窓ガラスまたは他の剛性または柔軟材料の特性をカスタマイズするための標準技術になってきている。「スパッタリング」は、正に荷電したイオン（通常、アルゴンイオン）が電場によって負に荷電したターゲットに向かって加速されることによって、被覆材料の原子がターゲットから衝撃放出されることを意味している。正イオンは、低圧ガス相における衝撃イオン化によって生じる。放出された原子は、被覆される基板に衝突し、高密度の十分な付着性を有する被膜を形成することになる。
【０００３】
イオンを生成するガスのイオン化は、ターゲット面の背後から生じてターゲットの表面にアーク状の閉ループトンネルを呈する磁場によって、ターゲットの表面の近くに閉じ込められる。作動中、電子は、閉ループの方に漂いながら、磁場線に沿って行ったり来たりし、これによって、ガス原子の衝撃イオン化の確率が高められることになる。プラズマ放電による閉ループ「レーストラック」が、ターゲットの表面に生じる。
【０００４】
実施が容易な平面静止ターゲットに代わって円筒回転ターゲットを用いることを望む場合、工業的な課題が依然として残っている。平面静止ターゲットを用いるとき、冷媒の供給（正イオンの衝撃がターゲットを加熱するので、ターゲットを冷却しなければならない）および電気エネルギーの供給は、固定されたターゲットアセンブリに対して行うことができる。回転ターゲットを用いるとき、冷媒供給および給電は、真空の完全性を維持しながら、回転に対応して行われねばならない。しかし、この課題を克服すると、その努力に見合った利得が得られる。何故なら、回転可能なターゲットは、平面ターゲットよりも著しく多くの使用可能なターゲット材料を保持することができるからである。また、回転可能なターゲットは、平面ターゲットと比較して、アーキングが生じにくい。これらの利点は、基板がターゲットの軸と直交する方向において細長の円筒ターゲットの近くを通過するインライン塗膜機において、特に価値がある。基板の被膜厚みを均一に維持するために、ターゲットの長さの全体にわたって、ターゲット材料の均一なスパッタ率を保つ必要がある。
【０００５】
直面している技術的な問題の１つは、磁場生成器がターゲット内に含まれていなければならないことである。被覆される基板の方に向けられた磁場生成器は、通常、静止して保持され、円筒ターゲットが、その前方で回転するようになっている。磁場を生成するために、鉄ネオジウムボロン（Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ）またはコバルトサマリウム（Ｃｏ−Ｓｍ）合金に基づく高性能永久磁石が用いられている。ターゲットの表面と平行の磁場の成分がプラズマ内への電子の閉込みを決定するので、この成分が管の長さに沿って制御されることが重要である。しかし、残念なことに、この成分の（テスラで表わされる）磁気誘導は、通常、その生成器に対する距離の少なくとも２乗に比例して低下するので、ターゲット表面に対する磁場生成器の位置に対して、極めて鋭敏である。従って、ターゲット表面と磁場生成器との間の距離は、十分に制御されねばならない。何故なら、もし十分に制御されていないと、プラズマは、局部的な強度変動を示し、その結果、基板を横切る不均一な被膜輪郭が生じるからである
【０００６】
特許文献１は、ターゲット表面と磁場生成器との間の距離を制御する課題の解決策を開示している。すなわち、磁場生成器の調整可能な取付けによって、磁場生成器と管外壁との間の距離を調整することが可能になっている。この文献では、管の外壁に対する磁場生成器の距離の調整は、管の長さの全体にわたって分配された個別の支持体によって可能になっている。個別の支持体は、必要に応じて、より長くまたはより短くされるようになっている。これらの支持体に対して、機械的なシステムが用いられている。例えば、支持体を適所に保持するネジの周りにシムまたはワッシャーを導入することによって、支持体の全長を延ばすようになっている。あるいは、支持体に調整ネジが導入されている。具体的には、ネジの端が回転可能となるように（発生器に接続された）ホルダーによって軸方向に保持されており、ネジが、螺合によって管に固定して接続されるように、回転するようになっている。
【０００７】
上記の文献の示唆の欠点は、調整を行うために、マグネトロンを開かねばならなく、従って、真空を取り除かねばならなく、調整が行われた後、真空を再び加えねばならないことである。これは、極めて時間が掛かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００９／１３８３４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施形態の目的は、過酷な環境にも関わらず、スパッタリング設備のエンドブロックとマグネットバーとの間の信号伝達を可能にするための良好な方法および装置を提供することにある。本発明は、スパッタリング中に、スパッタリング装置から真空を取り除くことなく、スパッタリング装置内における磁場強度のオンライン調整の可能性を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、本発明の実施形態による方法および装置によって達成されることになる。
【００１１】
第１の態様では、本発明は、スパッタリングターゲット管を回転可能に支持し、前記スパッタリングターゲット管の内側にマグネットバーを拘束するためのエンドブロックを提供している。エンドブロックは、マグネットバー取付具を受け入れるためのレセプタクルを備えている。レセプタクルは、信号コネクタの第１の部分を備えている。信号コネクタの第１の部分は、前記マグネットバー取付具から信号コネクタの第２の部分を受け入れるように配置され、これによって、エンドブロックとマグネットバーとの間に信号コネクタが形成されることになる。信号コネクタは、例えば、マグネットバーをエンドブロックに組み合わせたとき、自動的に形成されるようになっているとよい。
【００１２】
本発明の実施形態によるエンドブロックは、保護手段を信号コネクタにもたらすように構成されている。保護手段は、エンドブロックとマグネットバーとの間に伝達される動力および／またはデータ信号が周囲の冷却流体および周囲の高エネルギー場、例えば、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の電力および／または０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の周波数を有する高エネルギー場によって劣化、崩壊、または干渉されないように、信号コネクタを保護するようになっている。本発明のこの第１の態様の実施形態の利点は、信号、例えば、電気信号、光学信号、空圧または流体圧信が、信号伝達の完全性が損なわれることなく、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に伝達されることである。信号コネクタの第１の部分は、伝達される信号の種類に依存して選択されるとよく、これによって、選択された種類の信号を伝達するように構成されることになる。伝達される信号は、データ信号または動力信号、または組み合わされたデータ／動力信号であるとよい。伝達される信号は、データ信号であろうとまたは動力信号であろうと、スパッタ蒸着プロセスを維持することを目的としない信号であるとよい。
【００１３】
信号コネクタのデータおよび／または動力の伝達を実現するための好ましい解決策として、電気信号が供給されるとよい。この場合の信号コネクタは、単なる低抵抗直接接触コネクタとして実施されるとよい。しかし、容量結合または誘導結合が用いられてもよいし、電気的または化学的腐食に関連する問題のいくつかを解消し得るようになっていてもよい。
【００１４】
保護手段は、例えば、材料選択によってそれ自体が保護手段を含むものとして設けられてもよいし、またはエンドブロックとマグネットバーとが接続したときにのみ、例えば、包囲体が形成されたときにのみ、設けられるようになっていてもよい。
【００１５】
本発明の実施形態では、保護手段は、少なくとも外面において非腐食材料、例えば、銀、金、またはニッケルによってメッキされた材料を含むかまたは該材料からなる信号コネクタの第１の部分を含んでいる。保護手段は、さらに導電材料から作製されていてもよい。信号コネクタに対して導電性かつ非腐食性の材料を選択することによって、信号コネクタ自体、さらに詳細には、その表面品質を電食のような電気化学的過程によって少なくとも劣化されにくくし、好ましくは、劣化されないようにすることができる。これによって、例えば、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の高電力および／またはＤＣ、パルスＤＣ、または中周波ＡＣの（例えば、０ｋＨＺから３５０ｋＨｚの範囲内の）周波数を有する高エネルギー場に晒された冷却流体によって形成された高腐食性環境において、信号、例えば、電気信号を確実に伝達することが可能になる。
【００１６】
代替的または付加的に、保護手段の例として、包囲体が挙げられる。包囲体は、エンドブロックの第１の部分がマグネットバーの第２の部分を受け入れ、密閉コネクタが得られたときに、信号コネクタの周りに形成されるようになっている。これに関して、エンドブロックは、コネクタの周りに形成された包囲体の一部、例えば、約半分を備えているとよい。マグネットバー、特に、例えば、マグネットバー取付具は、包囲体の対応する嵌合部分を備えているとよい。包囲体は、複数の実施態様、例えば、マグネットバーが取り付けられたときに密閉される液密、具体的には、水密の係止管、バネ付勢Ｏリング、または任意の他の適切な密閉取付具を有しているとよい。
【００１７】
形成された包囲体は、密閉されたコネクタを電場から遮蔽するために、ファラディケージを生じるようになっていてもよく、および／または密閉されたコネクタを磁場から遮蔽するために、高磁気透過率を有する材料から作製されていてもよい。
【００１８】
本発明の代替的実施形態では、エンドブロックの保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでいてもよい。エンドブロックが一部をなすスパッタリング設備の作動中、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に、アノード材料が電食によって消耗するようになっているとよい。
【００１９】
本発明の実施形態によるエンドブロックは、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に、信号伝達の完全性が得られるように、信号を伝達するための信号コネクタを形成することができることを考慮すると、とりわけ、正確さを得ることが可能である。
【００２０】
信号コネクタの第１の部分は、冷却流体内に部分的または完全に浸漬されていてもよい。この冷却流体は、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の電力を有する信号の影響下にあってもよい。冷却流体は、０ｋＨｚと３５０ｋＨｚの範囲内の周波数を有する信号の影響下にあってもよい。保護手段は、周囲の冷却流体の電力および周波数から信号コネクタを遮蔽することが可能であり、これによって、伝達される信号は、冷却流体のエネルギー場によって少なくとも劣化されにくくなり、好ましくは、劣化されないことになる。 
【００２１】
信号コネクタの第１の部分は、前記マグネットバー取付具の前記信号コネクタの第２の部分としての対応するソケットまたはプラグと嵌合するように構成されたプラグまたはソケットであるとよい。このようなプラグ／ソケット構成によって、エンドブロックとマグネットバーとを互いに接続したとき、信号コネクタを自動的に形成することが可能になる。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、レセプタクルは、係止管から構成され、信号コネクタの第１の部分は、係止管内に軸方向に設けられているとよい。この軸方向に突出する部分は、マグネットバーの対応する嵌合部分と係合するようになっているとよい。代替的に、レセプタクルは、係止管から構成され、前記信号コネクタの第１の部分は、係止管内に設けられた突出部分、例えば、半径方向内方に突出する部分であってもよい。レセプタクル内のこのような突出部分は、マグネットバー取付具内の対応する凹部と係合するように構成されているとよい。さらに代替的に、レセプタクルは、係止管から構成され、信号コネクタの第１の部分は、前記マグネットバー取付具の嵌合突起を受け入れるように構成された係止管の内側長孔であってもよい。係止管内の長孔は、信号コネクタの第１の部分と信号コネクタの第２の部分との間の良好な接触をもたらすために、バネ要素を備えていてもよく、該バネ要素は、任意選択的に導電性バネ要素であってもよい。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、信号コネクタの第１の部分は、電気コネクタ、光学コネクタ、空圧コネクタ、または流体圧コネクタのいずれかの部分であるとよい。
【００２４】
第２の態様では、本発明は、スパッタリング装置の円筒状ターゲット管内に導入されるマグネットバーを提供している。マグネットバーは、エンドブロックレセプタクルに取り付けられるためのマグネットバー取付具を備えている。マグネットバー取付具は、信号コネクタの第２の部分を備えている。信号コネクタの第２の部分は、マグネットバーがエンドブロックに取り付けられたとき、エンドブロックとマグネットバーとの間で信号を伝達するための信号コネクタが、例えば、エンドブロックとマグネットバーとの間の接続時に自動的に形成されるように、配置されている。マグネットバーは、保護手段を信号コネクタにもたらすように構成されている。保護手段は、マグネットバーとエンドブロックとの間に伝達される動力および／またはデータ信号が周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって劣化、崩壊、または干渉されないように、信号コネクタを保護するようになっている。信号コネクタは、スパッタ蒸着プロセスを維持することを目的としない信号、例えば、データ信号および／または動力信号を伝達するためのものである。
【００２５】
本発明の実施形態では、信号コネクタの第２の部分は、電気コネクタ、光学コネクタ、空圧コネクタ、または流体圧コネクタのいずれかの部分であるとよい。
【００２６】
コネクタの第２の部分は、エンドブロックのコネクタの第１の部分の形式（電気、光学、空圧、流体圧）と嵌合する形式（電気、光学、空圧、流体圧）のものに選択されるようになっている。
【００２７】
保護手段は、例えば、材料選択によってそれ自体が保護手段を含むものとして設けられてもよいし、またはマグネットバーがエンドブロックに接続したときにのみ、例えば、包囲体が形成されたときにのみ、設けられるようになっていてもよい。
【００２８】
本発明の実施形態では、保護手段は、少なくとも外面において非腐食性材料を含むかまたは該材料からなる信号コネクタの第２の部分を含んでいる。このような非腐食性材料の例として、これに制限されるものではないが、銀、金、またはニッケルが挙げられる。非腐食性材料は、例えば、信号コネクタの第２の部分の表面のニッケルメッキ層であるとよい。信号コネクタの第２の部分は、さらに導電材料から作製されていてもよい。信号コネクタ（またはその外面）に対して導電性かつ非腐食性の材料を選択することによって、信号コネクタ自体、さらに詳細には、その表面品質を電食のような電気化学的過程によって少なくとも劣化されにくくし、好ましくは、劣化されないようにすることができる。これによって、例えば、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の高電力および／またはＤＣ、パルスＤＣ、または中周波ＡＣの（０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内にある）周波数を有する高エネルギー場に晒された冷却流体によって形成された高腐食性環境において、信号、例えば、電気信号を確実に伝達することが可能になる。
【００２９】
代替的または付加的に、本発明の実施形態によれば、保護手段の例として、包囲体が挙げられる。包囲体は、第２の部分が第１の部分内に取り付けられ、密閉コネクタが形成されたときに、信号コネクタの周りに形成されるようになっている。これに関して、マグネットバーは、コネクタの周りに形成された包囲体の一部、例えば、約半分を備えているとよい。エンドブロックは、包囲体の対応する嵌合部分を備えているとよい。包囲体は、複数の実施態様、例えば、マグネットバーがエンドブロックに取り付けられたときに密閉される液密、例えば、水密係止管、バネ付勢Ｏリング、または任意の他の種類の密閉取付具を有しているとよい。
【００３０】
形成された包囲体は、密閉されたコネクタを電場から遮蔽するために、ファラディケージを生じるようになっていてもよく、および／または密閉されたコネクタを磁場から遮蔽するために、高磁気透過性を有する材料から作製されていてもよい。
【００３１】
本発明の代替的実施形態では、マグネットバーの保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでいてもよい。マグネットバーが一部をなすスパッタリング設備の作動中、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に、アノード材料が電食によって消耗するようになっているとよい。
【００３２】
本発明の実施形態によるマグネットバーは、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に、信号伝達の完全性が得られるように、信号を伝達するための信号コネクタを形成することができることを考慮すると、とりわけ、スパッタリング中に、スパッタリング装置から真空を取り除くことなく、スパッタリング装置の磁場強度の正確なオンライン調整を行うことが可能である。
【００３３】
信号コネクタの第２の部分は、冷却流体内に部分的または完全に浸漬されていてもよい。この冷却流体は、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の電力を有する信号の影響下にあってもよい。冷却流体は、０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の周波数を有する信号の影響下にあってもよい。保護手段は、周囲の冷却流体の電力および周波数から信号コネクタを遮蔽することが可能であり、これによって、伝達される信号は、冷却流体におけるエネルギー場によって少なくとも劣化されにくくなり、好ましくは、劣化されないことになる。
【００３４】
信号コネクタの第２の部分は、信号コネクタの第１の部分としての対応するソケットまたはプラグと嵌合するように構成されたプラッグまたはソケットであるとよい。このようなプラグ／ソケット構成によって、エンドブロックとマグネットバーとが互いに接続したとき、信号コネクタを自動的に形成することが可能になる。
【００３５】
本発明の実施形態によるマグネットバーでは、信号コネクタの第２の部分は、マグネットバー取付具内またはその上に、例えば、軸方向に設けられているとよい。この第２の部分は、エンドブロックの対応する嵌合部分と係合するようになっているとよい。特定の実施形態では、信号コネクタの第２の部分は、マグネットバー取付具に設けられた突出部分、例えば、半径方向外方に突出する部分であってもよい。マグネットバー取付具のこのような突出部分は、マグネットバー取付具を受け入れるためのエンドブロックレセプタクルの対応する凹部と係合するように構成されているとよい。さらに代替的に、信号コネクタの第２の部分は、マグネットバーが接続されるエンドブロック内の嵌合突起を受け入れるように構成されたマグネットバー取付具内の長孔であってもよい。突出部および凹部が作動する両方の実施形態では、このような突出部および凹部は、マグネットバーとエンドブロックとの間に信号コネクタを形成すると同時に、マグネットバーを拘束するための、例えば、マグネットバーを回転可能に拘束するための特徴部をもたらすことになる。
【００３６】
信号コネクタの第２の部分がマグネットバーコネクタ上またはその内に軸方向または半径方向に配置された突出部分である場合、信号コネクタの第２の部分は、導電部分であるとよい。信号コネクタのこのような第２の部分は、マグネットバー取付具から絶縁されているとよい。
【００３７】
本発明の実施形態によるマグネットバーは、磁石構成および前記磁石構成の位置を調整するための駆動機構をさらに備えている。駆動機構は、動力信号によっておよび／または信号コネクタを介して受信したデータ信号に依存して駆動されるように構成されているとよい。
【００３８】
本発明の実施形態によるマグネットバーは、磁場配位の位置または磁場強度を表すセンサ信号を生成し、センサ信号をエンドブロックに伝達するのに構成されたセンサを備えていてもよい。
【００３９】
本発明の第１の態様の実施形態によるエンドブロックまたは本発明の第２の態様の実施形態によるマグネットバーは、マグネットバーの一部である磁場生成または調整システムに給電するかまたは該システムを制御することを意図する信号を伝達するように構成されているとよい。動力および／またはデータ信号は、高電流導通要素内に独立して供給可能になっていると有利である。
【００４０】
第３の態様では、本発明は、円筒状のスパッタリング装置内のマグネットバーの磁場配位を調整するための方法を提供している。この方法は、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に磁場配位を調整するためのデータおよび／または動力を有する信号を伝達することを含んでいる。本発明の実施形態によって伝達される信号は、ターゲットの回転運動を維持するために伝達される信号とは別である。
【００４１】
信号の伝達は、マグネットバーの磁場配位を調整するためのデータを有する信号を伝達することを含んでいてもよい。代替的または付加的に、信号の伝達は、マグネットバーの磁場配位の位置または磁場強度を調整するために、エネルギーを調整または生成システムまたはセンサシステムに供給するための信号を伝達することを含んでいてもよい。
【００４２】
本発明による方法の特定の実施形態では、信号の伝達は、センサーデータを有する信号をマグネットバーからエンドブロックに伝達することを含んでいてもよい。
【００４３】
本発明の実施形態の利点は、信号伝達の完全性を損なうことなく、極めて高腐食性および／または高エネルギー環境において、エンドブロックとマグネットバーとの間で動力および／またはデータ信号を伝達することができることにある。
【００４４】
本発明の実施形態の利点は、時間を節約する方法および装置が提供されることにある。
【００４５】
本発明の実施形態の利点は、先行技術の解決策と比較して、操作コストが節約されることにある。
【００４６】
本発明の実施形態の利点は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置によって、良好な製品が得られることにある。これは、本発明の実施形態によれば、スパッタ層のバラツキを考慮した場合に反応時間が極めて短いという事実による。
【００４７】
本発明の実施形態のさらなる利点は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置によって、最適な構成をスパッタリング装置の他の部分（マグネトロン）に対して容易かつ迅速に再現することができることにある。これは、本発明の実施形態によれば、磁気システムの正確な位置決めに関するフィードバックデータが得られ、これによって、スパッタリング装置の他のマグネトロンを複製することができるという事実による。
【００４８】
本発明の特定の好ましい態様は、添付の独立請求項および従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、必要に応じて、該請求項に明示的に記載されているものに限らず、独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と組み合わされてもよい。
【００４９】
本発明を要約するためにかつ先行技術を上回る利点を要約するために、本発明のいくつかの目的および利点をここに記載してきた。勿論、このような目的または利点の全てが必ずしも本発明の任意の特定の実施形態によって達成されるとは限らないことを理解されたい。従って、例えば、当業者であれば、ここに示唆または提案された他の目的または利点を必ずしも達成することなく、ここに示唆されている１つの利点または利点の群を達成または最適化する方法によって、本発明が実施または実行されてもよいことを理解するだろう。
【００５０】
本発明の上記の態様および他の態様は、以下に述べる実施形態を参照すれば、明らかになるだろう。
【００５１】
以下、添付の図面を参照して、例示にすぎないが、本発明についてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態によるエンドブロック、本発明の実施形態によるマグネットバー、およびターゲット管の部分分解図である。
【図２】図１に示されている構成部品のアセンブリの概略図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンドブロック内に挿入されるマグネットバー連結具の概略図である。
【図４】図３におけるマグネットバーおよびエンドブロックのアセンブリの一部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図面は、単なる概略図にすぎず、制限するものではない。図面において、要素のいくつかの大きさは、誇張されていることがあり、例示の目的のために縮尺通りに描かれていないことがある。寸法および相対的な寸法は、必ずしも本発明の現実の実施化に対応しているとは限らない。
【００５４】
請求項のどのような参照番号も、範囲を制限すると解釈されるべきではない。
【００５５】
種々の図面において、同一の参照番号は、同一または同様の要素を指すものとする。
【００５６】
以下、特定の実施形態に関して、いくつかの図面を参照して、本発明について説明するが、本発明は、これらに制限されるものではなく、請求項によってのみ制限されることになる。
【００５７】
実施形態の説明および請求項における「第１の（first）」、「第２の（second）」、などの用語は、同様の要素を識別するために用いられ、必ずしも、時間的、空間的、順位付け、などの順番を記述するために用いられていない。このように用いられる用語は、適切な状況下で置換え可能であること、および本明細書に記載されている本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている順番と異なる順番で操作することができることを理解されたい。
【００５８】
さらに、実施形態の説明および請求項における「上（top）」、「下（down）」、などの用語は、叙述的な目的のために用いられ、必ずしも、絶対位置を記述するために用いられていない。このように用いられる用語は、適切な状況下で置換え可能であること、および本明細書に記載されている本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている方位と異なる方位において操作することができることを理解されたい。
【００５９】
請求項に用いられる「〜を備える（comprising）」という用語は、その後に挙げられる手段に制限されると解釈されるべきではなく、他の要素またはステップを排除するものではないことに留意されたい。すなわち、この用語は、記述されている特徴部、完全体、ステップ、または構成要素の存在を特定するように解釈されるべきであるが、１つまたは複数の他の特徴部、完全体、ステップ、または構成要素、またはそれらの群の存在または追加を排除するものではない。従って、「手段Ａ，Ｂを備える装置」という表現の範囲は、構成要素Ａ，Ｂのみからなる装置に制限されるべきではない。本発明に関して、装置の単なる関連する構成要素がＡ，Ｂであることしか意味していない。
【００６０】
本明細書を通じて「一実施形態（one embodiment）」または「ある実施形態（an embodiment）」という表現は、該実施形態に関連して記述されている特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味している。従って、本明細書を通じて、種々の箇所における「一実施形態における」または「ある実施形態における」という句に関連して記述されている事柄は、必ずしも、全てが同一の実施形態に対して言及されているものではない。さらに、当業者であれば、この開示から明らかなように、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態においてどのような適切な態様で組み合わされてもよい。
【００６１】
同様に、本発明の例示的な実施形態の説明において、本発明の種々の特徴は、場合によっては、開示を合理化して１つまたは複数の種々の発明の態様の理解を促すために、単一の実施形態、図面、またはその説明において、一緒にされていることがあることを理解されたい。しかし、この開示の方法は、請求項に記載されている発明が、各請求項に明記されている特徴よりも多くの特徴を必要とすることを意図していると解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項は、発明の態様が以下に開示される単一の実施形態の全ての特徴よりも少ないことを意図している。従って、実施形態の詳細な説明に続く請求項は、これによって、この実施形態の詳細な説明に明示的に含まれており、各請求項は、本発明の個別の実施形態として独立している。
【００６２】
さらに、本明細書に記載されているいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれる他の特徴以外のいくつかの特徴を含んでいるが、当業者によって理解されるように、種々の実施形態の特徴の組合せは、本発明の範囲内に含まれ、種々の実施形態を構成することが意図されている。例えば、以下の請求項において、請求項に記載の実施形態のいずれも、どのような組合せで用いられてもよい。
【００６３】
本発明のいくつかの特徴または態様を記述するときの特定の専門用語の使用は、該専門用語がその関連する本発明の特徴または態様の任意の特定の特性に制限されるように本明細書において再定義される、ことを意図していないことに留意されたい。
【００６４】
本発明の文脈内において、「エンドブロック」は、少なくとも１つ、好ましくは、複数の以下の手段を備える装置である。
【００６５】
−ターゲット管およびマグネットバーを機械的に支持するかまたは軸方向に位置合わせするための機械的な支持システム。ターゲット管は、回転可能に保持されるようになっているとよい。ターゲットの内側に配置されるマグネットバーは、静止位置に保持され、ターゲット管は、その周りに回転するようになっている。
【００６６】
−ターゲット管を回転させる駆動システム。これは、ウオームギアシステム、円筒状ギア−ギアシステム、円錐ギア−ギア交差軸システム、プーリー／ベルトシステム、またはターゲットを回転させる当技術分野において知られている任意の他の手段によって、達成されるとよい。
【００６７】
−ターゲット管内に送給されるかまたはターゲット管から排出される冷媒の流れ、例えば、一定流れをもたらすための流れシステム。冷媒流れをもたらすために、冷却流体収集器が、ターゲット管の内側またはマグネットバーの一部に接続されているとよい。
【００６８】
−軸受アセンブリ。ターゲットの重さに依存して、２つ以上の軸受けが必要である。当業者であれば、周知の種々の形式の軸受、例えば、ボール軸受、ローラ軸受、平軸受、アキシャル軸受、または当技術分野において知られている任意の他の形式の軸受から、適切な形式の軸受を容易に選択することができるだろう。
【００６９】
−電流をターゲットに供給するための回転可能な電気接点。これは、整流リングとすべり接触するブラシを備える電気整流子によって、達成されるとよい。ブラシ−リング構成に代わって、互いに対して摺動する２つのリングが用いられてもよいし、または導電式の接続ベルト、例えば、金属ベルトが用いられてもよい。
【００７０】
−多数の回転可能な冷媒シール。これらの冷媒シールによって、エンドブロックの固定部品および回転部品が互いに対して回転する間、冷媒がエンドブロック内に、または最悪の場合、真空装置内に漏れないことが確実になる。この危険を低減させるために、多数の冷媒シールが直列に配置されるとよい。典型的には、当技術分野においてよく知られているように、リップシールが冷媒シールとして用いられている。しかし、他の形式のシール、例えば、制限されるものではないが、メカニカル面シールまたはラビリンスシールも排除されるものではない。
【００７１】
−多数の回転可能な真空シール。これらの真空シールによって、エンドブロックの固定部分および回転部分が互いに回転する間、真空の完全性が確実になる。真空を漸次的に保護する直列に並んだ一連の真空シールは、真空漏れの危険を低減するために、特に有利である。種々のシールが知られているが、その内、リップシールが最も一般的である。しかし、言うまでもなく、他の形式の新しいシール、例えば、強磁性シールが用いられてもよい。
【００７２】
回転運動するエンドブロックを通って、電流および／または冷媒がターゲットに供給されるようになっている。取外し可能な手段、例えば、ターゲット管または取外し可能なマグネットバーは、エンドブロックに属しないと見なされている。
【００７３】
本発明の文脈において、「マグネットバー」は、ターゲット管内に挿入され、１つまたは２つのエンドブロックによって、エンドブロックに対して定位置に保持される装置として理解されたい。マグネットバーは、少なくとも磁場発生器を備えている。
【００７４】
本発明の文脈内において、信号コネクタは、２つの装置間、例えば、エンドブロックとマグネットバーとの間で少なくとも１つの信号ラインの伝達を可能にする１つまたは複数の接続ユニットの嵌合システムとして理解されたい。
【００７５】
本明細書の実施形態の説明において、多数の特定の細部が記載されている。しかし、本発明の実施形態は、これらの特定の細部を設けることなく、実施されてもよいことを理解されたい。他の例では、この説明の理解を妨げないために、周知の方法、構造、および技術は、詳細には示されていない。
【００７６】
信号伝達、例えば、動力および／またはデータ伝達がエンドブロックとマグネットバーの内部回路との間で可能であるとき、マグネットバーの磁気特性を制御するための手段を設けることができる。この手段は、基板表面への均質な被膜厚みを得るのに役立つことになる。例えば、マグネットバーを取り外すときに切断可能となるエネルギー接続をコネクタシステムによって実現することができる。このために、この課題を実現するのに用いられるコネクタ−プラグシステムを提供する多くの製造業者が知られている。しかし、実際には、市販のシステムの選択は、それほど容易ではない。これについて、以下の段落において説明する。
【００７７】
工業用マグネトロンスパッタリングの技術は、２０年を超える極めて長い期間にわたってすでに利用されている。多くの製造業者が知られており、各々、独自の形式のエンドブロックを開発してきている。これらのエンドブロックは、互換性があるが、これは、第１の製造業者によるターゲットを第２の製造業者のエンドブロックに取り付けることができることを意味している。また、エンドブロックは、極めて高価な部品であり、これらの多くは、工業用塗膜機ラインに用いられている。実際には、エンドブロックの設置ベースのために、全ての既存のエンドブロックは、磁場特性を遠隔制御することができるマグネットアセンブリを具備することができるようになっていると望ましい。これは、既存のエンドブロックの範囲内において、エンドブロックの内側において、マグネットバーへの信号接続、例えば、エネルギー接続を実現することが望ましいことを意味している。一部の変更も可能であるが、これらの変更は、エンドブロックの主機能の基本的な再設計に関連するものであってはならない（前述した機能性を参照）。
【００７８】
本発明の実施形態は、信号コネクタの第１の部分を備えるエンドブロックを提供している。信号コネクタの第１の部分は、マグネットバー取付具から信号コネクタの第２の部分を受け入れるように配置されており、エンドブロックとマグネットバーとの間に信号接続部が形成されることを可能としている。本発明の他の実施形態は、信号コネクタの第２の部分を備えるマグネットバーを提供している。信号コネクタの第２の部分は、マグネットバーがエンドブロックに取り付けられたときにエンドブロックとマグネットバーとの間に信号を伝達するための信号接続部が形成されるように、配置されている。本発明の実施形態によれば、エンドブロックおよびマグネットバーは、形成された信接続部に保護手段をもたらすように構成されている。保護手段は、エンドブロックとマグネットバーとの間に伝達される動力および／またはデータ信号が周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって劣化、破壊、または干渉されないように、信号接続部を保護するようになっている。
【００７９】
本発明の実施形態によるエネルギー接続の１つの特性は、該エネルギー接続が容易に切断可能になっていることである。これは、マグネットバーおよびターゲットを実カソードとしてエンドブロック上に取り付けることを考慮すると、有利である。発明者は、直接的に接続かつ分離されるエネルギーラインを用いることは、実際には、受け入れられない解決策であることを見出している。何故なら、このようなラインは、毎回、切断されねばならないからである。従って、本発明の実施形態によれば、マグネットバーアセンブリ内の機器に対して動力および／またはデータ信号の確実な接続をもたらすコネクタシステムが用いられている。
【００８０】
本発明の実施形態では、エネルギー接続は、マグネットバーに新鮮な冷却液を供給する冷却液通路内においてもたらされてもよい。これは、既存のエンドブロックの再使用を可能にする。冷却液通路内においてエネルギー接続をもたらすことは、コネクタシステムをこの冷却液通路の内側に配置することを含んでおり、コネクタシステムは、マグネットバーシャシーの構造壁の冷却液から閉鎖された接続部に設置された固定プラグに接続されるように構成されている。この解決策は、機械的な観点から可能である。
【００８１】
本発明の実施形態に用いられるこのようなコネクタシステムは、以下の特徴および利点を有している。
【００８２】
１．上記の接続は、マグネットバーの取付具をエンドブロック内に挿入したとき、自動的になされるようになっている。本発明の実施形態による自動接続をもたらすために、２つの固定された嵌合コネクタ部分が用いられる。本発明の実施形態では、これらの１つは、エンドブロックに固定して設置されており、他の１つは、マグネットバーに固定して設置されている。マグネットバーの取付具がエンドブロック内に挿入されると、両方のコネクタ部分が嵌合し、エネルギー接続を達成することになる。これによって、エンドブロック上に取り付けられた固定コネクタへのケーブル接続、および外側のコネクタを短くし、かつ固定することができ、冷却液流れの乱流特性との相互作用を防ぐのに十分な剛性を有することができる。これによって、人の手がコネクタに届く必要がない。人の手がコネクタに届くためには、長いケーブルを用いる必要がある。マグネットバーに接続するために、長いケーブルを冷却水パイプから人の手に届くように引き出す場合があるが、このような長いケーブルの使用は、著しい欠点をもたらすことが分かっている。この欠点は、本発明の実施形態による接続によって解消される。ケーブルは、後続のマグネットバーの取付中に水管内に押し戻されねばならないが、これは、容易ではなく、さらにいえば、実行不能である。長いケーブルは、冷却液流れに沿って引きずられることがあるが、これは、出口開口に向かうケーブルの運動に起因して、冷却液流れを著しく塞ぐことになる。マグネットバーの組立中に冷却水パイプに引っ込められる長いケーブルを用いる他の欠点は、ケーブルと冷却液流れの相互作用である。このケーブルの太さが既存の水管内の冷却液流れを塞がないように制限されている場合、ケーブルは、太いものよりも屈曲可能となるものが望まれる。実際には、ターゲット内の高冷却要求（最大２５０ｋＷのエネルギー散逸のための冷却要求）によって、高流量が課せられ、この高流量は、乱流パターンを必然的に伴う。この乱流パターンは、ケーブルと相互作用し、ケーブルに時間依存性牽引力をもたらすことになる。エネルギーケーブルが細い場合、このケーブルは、冷却液内において動きまわり、ケーブル絶縁物がエンドブロックの内壁との相互作用によって損傷することになる。実際に、冷却液の乱流との余りにも大きい相互作用を防ぐには、太いケーブルが用いられるべきであることが分かっている。この場合、手で接続を行うために、冷却水システムからケーブル＆プラグを引き出さねばならないが、これは、殆ど不可能である。
【００８３】
２．本発明の実施形態による信号接続部を形成する信号コネクタの第１および第２の部分は、配線およびコネクタを冷却水システムに挿入するときに生じる冷却液流れの大きな閉塞を避けることができる。エンドブロックおよびターゲットにおける高冷却水要求によって、このような閉塞は、望ましくない。本発明の実施形態では、信号コネクタの第１および第２の部分は、冷却水流れを塞がないように、可能な限り小さく保たれるようになっている。実際、水に対して完全に密閉されていると共に、小さい寸法を有する市販のコネクタは、知られていない。
【００８４】
３．実際面において、本発明の実施形態によるエンドブロックおよびマグネットバーを備える塗膜機の作動中、形成されたコネクタシステムは、冷却液流れ内に完全に浸漬されることになる。このために、本発明の実施形態によれば、保護手段が設けられている。例えば、嵌合接点と冷却液との間に電気絶縁をもたらす、流体から閉鎖されたコネクタが設けられるようになっている。冷却液は、水に基づいておよび油に基づいて構成されている。油に基づくとき、冷却液は、電気絶縁体として存在し、マグネットブロック内に存在する二次回路に向かって電力および信号データを供給するのに用いられる金属部分のいずれかとのガルバニー接触が生じたとき、相互作用しない。しかし、油基冷却液は、全ての工業用設備の１％においてしか用いられていない。用いられている冷却液の大半は、水基である。冷却特性に対する水の利点は、重要である。（ａ）水は、高い比熱を有しており、それ故、多量の熱エネルギーを運ぶことができ、（ｂ）水は、かなり低い粘度を有しており、高流速、従って、ターゲット材料の内面への冷却液のリフレッシュを可能とし、すなわち、０．５から２５０ｋＷの電力を散逸させることができる。実際、この冷却水の導電率は、この冷却流体によるマグネトロンシステム内に存在するあらゆる種類の金属の電気化学的汚染によって、かなり高くなっており、かつ種々のターゲット間に存在する高電圧が、この電気化学的腐食に対して、駆動力として作用し、これによって、イオンを水内に放出し、その導電率を高めることになる。抑制剤を用いる冷却液を考えることができる。これは、マグネトロンシステム内の種々のシステム部品の製造業者のマニュアルに規定されている。しかし、実際に行うのは、困難である。その結果、実際のシステムでは、冷却液は、導電特性を有している。ターゲットおよびマグネットバーがエンドブロックから取り外されるとき、問題が生じる。実際面では、マグネットバー取付具がエンドブロックから引き出される前に、冷却液を排除する必要がある。このため、殆どの場合、エンドブロック、マグネットバー、およびターゲットの内部によって構成される冷却液システムの全体を洗い流す圧縮空気が用いられる。しかし、実際には、この手順は、常に行われるとは限らず、冷却液が依然として存在するときに、マグネットバー取付具が引き出されることがある。エネルギーコネクタが離脱され、冷却液によって浸漬されることになる。このような理由から、本発明の実施形態によれば、水密閉コネクタは、好ましくは、冷却流体内に十分挿入されるように堅牢になっている。冷却液は、コネクタの内側にとどまることがあり、再嵌合および給電の後、もし保護手段がコネクタの内側に設けられていないなら、望ましくない状況が生じることがある。試作中の多くの試験によって、コネクタは、水によって汚染され、特に電気エネルギーが用いられるとき、コネクタの内側に著しい腐食の影響が現れ、信頼性に関する大きい問題が生じることが分かっている。従って、本発明の実施形態によれば、保護手段は、第１および第２のコネクタ部分の外側のみならず内側にも設けられている。
【００８５】
本発明の実施形態は、以下の利点を有している。
【００８６】
１．設けられている保護手段は、マグネトロン環境の典型的なプロセス条件によるコネクタの使用および摩耗を防ぎ、最終的に、エネルギーコネクタシステムの内側部分と冷却液との間にガルバニー接触をもたらすことになる。ガルバニー接触が生じると、設けられている保護手段に起因して、電気的腐食が可能な限り制限されることになる。また、保護手段に起因して、電気エネルギーがコネクタを通って伝達されるとき、電気化学的腐食が可能な限り制限されることになる。
【００８７】
２．コネクタシステムの大きさが小さいので、コネクタシステムは、冷却液流れを流体力学的にそれほど妨げない。
【００８８】
３．保護されたコネクタ、例えば、冷却液に対して密閉されたコネクタは、冷却液内に浸漬させることができる。コネクタ部分の内部は、湿潤されてもよく、コネクタ部分は、このあとすぐに嵌合させることができる。
【００８９】
４．コネクタの嵌合部分は、エンドブロックおよびマグネットバーに固定させることができる。保護手段を伴う信号コネクタの第１の部分をエンドブロックに設けるようになっているが、これらの第１の部分は、複数のエンドブロック、可能であれば、全ての既存のエンドブロックに現場で設けることができるようになっている。
【００９０】
エンドブロックおよび／またはマグネットバーに設けられる本発明の実施形態によるコネクタシステムは、マグネトロンシステムの制約内において機能するのに十分堅牢であるが分かっている。
【００９１】
本発明の実施形態では、保護手段は、少なくとも外面において導電性かつ非腐食性の材料を含むかまたは該材料からなる、形成された信号コネクタの一部から構成されていてもよい。保護手段は、第１および第２の部分が互いに接続されたときに信号コネクタの周りに形成される包囲体から構成されていてもよい。代替的実施形態では、保護手段は、取替え可能な犠牲アノードを含んでいてもよい。犠牲アノードは、信号コネクタへの電気化学的侵食が生じる前に消耗するようになっているとよい。
【００９２】
以下、本発明の実施形態によるエンドブロックおよびマグネットバーの特定の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００９３】
図１は、スパッタリング装置の本発明の実施形態によるエンドブロック１００の第１の実施形態の概略図を示している。図示されているエンドブロック１００は、基部プレート１０２に取り付けられている。
【００９４】
本発明の実形態によれば、図１に示されているエンドブロック１００は、エンドブロックの機能を果たす前述の手段の少なくとも１つに加え、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に電流（データおよび／または電力）を供給するための接点を備えている。図示されていない代替的実施形態では、エンドブロックは、前述の手段の少なくとも１つに加え、エンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に動力および／またはデータ信号を供給するための（電気以外の）他の種類の接点を備えていてもよい。
【００９５】
本発明の実施形態によるエンドブロック１００は、ハウジング１０４を備えている。図示されている実施形態では、ハウジング１０４は、塗膜機の基部プレート１０２に固定して取り付けられている。基部プレート１０２は、真空を維持することができる密閉式スパッタリング装置を画定する構造要素である。多くの場合、基部プレート１０２は、スパッタリング装置の壁、ドア、フランジ、または蓋の一部である。
【００９６】
ターゲット２００が、その回転軸２０２を中心として回転することができるように、エンドブロック１００に回転可能に取り付けられるようになっている。ターゲット２００は、コネクタ１０７によって、ホルダーリング１０６に接続されるようになっている。
【００９７】
作動時に、ターゲット２００は、（図１に示されていない）どのような適切なシステムによって回転可能に駆動されてもよい。作動中、一般的に、ターゲットのスパッタリングによって、多量の熱がターゲット面に生じるので、ターゲットは、冷却されねばならない。これは、典型的には、水または任意の他の冷媒によって行われるとよい。この冷媒は、エンドブロック１００を通ってターゲット管２００に送られ、該ターゲット管２００から排出されるようになっている。冷媒流体は、冷媒供給管１３０および冷媒送込管１３２によって、ターゲット管２００に供給されるようになっている。冷媒流体は、冷媒開口１３３を介して取り出されるようになっている。エンドブロック１００は、冷媒流体を送り込み、かつ取り出すための空洞１３４を有している。
【００９８】
マグネットバー２２０は、取付具１５０によって静止して保持されている。取付具１５０は、エンドブロック１００の内側に固定して接続された係止管１５２のような対応する係止部分内に係止されるようになっている。
【００９９】
本発明の実施形態によれば、エンドブロック１００は、エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間に接続をもたらす手段を備えている。この接続は、エンドブロク１００とマグネットバー２２０との間の信号の伝達に構成されている。信号の伝達は、２方向伝達、すなわち、エンドブロック１００からマグネットバー２２０に向かう伝達および／またはマグネットバー２２０からエンドブロック１００に向かう伝達であるとよい。エンドブロック１００からマグネットバー２２０にまたはその逆に伝達される信号は、動力信号および／またはデータ信号であるとよい。伝達される信号は、エネルギーまたは情報を伝達することができるどのような種類の信号、例えば、制限されるものではないが、電気信号、光学信号、または空圧または流体圧信号であってもよい。エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間に接続をもたらす手段は、マグネットバー２２０から信号コネクタの第２の部分１６４を受け入れるように配置された信号コネクタの第１の部分１６２であるとよい。第１の部分１６２および第２の部分１６４は、一体化されたとき、エンドブロックとマグネットバーとの間に信号コネクタを一緒になって形成するようになっている。
【０１００】
本発明の特定の実施形態では、エンドブロック１００は、エンドブロック１００とマグネットバー２００との間に光学信号を伝達するために、それらの間に接続をもたらす手段を備えている。光学信号は、データ信号であるとよい。この接続は、エンドブロック１００の第１の部分およびマグネットバー２２０の第２の部分からもたらされるとよく、この場合、第１および第２の部分の一方が、光源のような光学信号源、例えば、レーザー、ＬＥＤ、またはダイオードであり、第１および第２の部分の他方が、任意選択的な検出要素である。エンドブロック１００の第１の部分およびマグネットバー２２０の第２の部分は、マグネットバー２２０がエンドブロック１００に連結されたとき、それらの間の光学的連結が自動的に生じるように、物理的に配置されている。これに関して、第１の部分および第２の部分は、光学的検出要素が光学信号源によって発せられた光学信号を受けることができるように、配置されねばならない。
【０１０１】
本発明の代替的実施形態では、エンドブロック１００は、エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間に空圧または流体信号を伝達するためにそれらの間に接続をもたらすための手段を備えている。空圧または流体圧信号は、動力信号であるとよい。接続は、エンドブロック１００の第１の部分およびマグネットバー２２０の第２の部分からもたらされるとよく、この場合、第１および第２の部分の一方が加圧されたガスまたは流体の形態にある信号源であり、第１および第２の部分の他方が受けた圧力を他のものに伝達するための圧力検出要素である。エンドブロック１００の第１の部分およびマグネットバー２２０の第２の部分は、マグネットバー２２０がエンドブロック１００に連結されたとき、これらの間の空圧連結が自動的に形成されるように、物理的に配置されている。
【０１０２】
本発明のさらに他の実施形態では、エンドブロック１００は、マグネットバー２２０とエンドブロック１００との間に電気接続をもたらすための手段を備えている。この電気接続は、データ信号または電力信号のいずれかまたは両方をもたらすためのものとすることができる。従って、本発明の実施形態によるエンドブロック１００とマグネットバー２２０との間の電気接続を介して、スパッタリング装置の内側を低圧に維持しおよび／またはターゲット管２００内に冷却流体を維持しながら、マグネットバー２２０を作動させることができ、またはデータ信号を外界（すなわち、真空または低圧環境の外側）におよび／または外界から伝達することができる。
【０１０３】
エンドブロック１００は、保護手段を第１の部分１６２および第２の部分１６４によって形成される信号コネクタにもたらすように、さらに構成されている。保護手段は、エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間に伝達される動力および／またはデータ信号が周囲の流体および／または周囲の高エネルギー場によって劣化、破壊および／または干渉されないように、信号コネクタを保護するためのものである。
【０１０４】
図１に示されている実施形態において、保護手段の例としては、これに制限されるものではないが、導電性かつ非腐食性の材料を含むまたは該材料からなる信号コネクタの第１の部分１６２が挙げられる。このような材料は、例えば、銀、金、またはニッケルであるとよい。このような非腐食性材料は、信号コネクタの第１の部分１６２の外面のみに施されてもよい。保護手段によって、信号伝達の完全性が周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって損なわれることなく、信号をエンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に伝達することができる。
【０１０５】
信号コネクタの第１の部分１６２（またはその外面）に対して導電性かつ非腐食性の材料を選択することによって、信号コネクタ自体、さらに詳細には、その表面品質が、電食のような電気化学過程によって、少なくとも劣化されにくくなり、好ましくは、劣化されなくなる。これによって、例えば、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の高電力、および／またはＤＣ、パルスＤＣ、または中周波ＡＣの（例えば、０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の）周波数を有する高エネルギー場に晒された冷却流体によって形成された高腐食環境において、信号、例えば、電気信号を確実に伝達することが可能になる。
【０１０６】
また、図１は、本発明の実施形態によるマグネットバー連結要素３００も概略的に示している。マグネットバー連結要素３００は、エンドブロック１００の係止管１５２に接続されるように、例えば、挿入されるように、マグネットバー取付具１５０に取り付けられている。従って、係止管１５２は、長孔３０２を備えているとよく、マグネットバー取付具１５０の突起としてのマグネットバー連結要素３００が、長孔３０２内に嵌合され、例えば、摺動可能に嵌合されるようになっており、これによって、ターゲット管２００の内側におけるマグネットバー２２０の回転が防がれることになる。代替的実施形態では、係止管１５２は、（図示されていない）キーを備えていてもよく、このキーが、マグネットバー取付具１５０の長孔に真っ直ぐに並んで嵌合され、これによって、マグネットバー２２０を位置合わせし、その回転を防ぐようになっていてもよい。さらに他の代替的実施形態では、図示されていないが、複数のマグネットバー連結要素３００がマグネットバー取付具１５０に設けられ、複数の対応する嵌合長孔３０２が係止管１５２に設けられてもよい。または、係止管１５２が、複数のキーを備えていてもよく、これらのキーの各々が、マグネットバー取付具１５０の対応する嵌合長孔と真っ直ぐに並んで嵌合するように配置されていてもよい。
【０１０７】
本発明の実施形態では、新しい形式の機能が、マグネットバー２２０にもたらされることになる。すなわち、信号、例えば、動力信号またはデータ信号または組み合わされた動力−データ信号が、このマグネットバー２２０に供給されることになる。これに関して、マグネットバー２２０は、信号コネクタの第２の部分１６８を備えている。信号コネクタの第２の部分１６８は、マグネットバーがエンドブロック１００に取り付けられたとき、エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間に信号を伝達するための信号コネクタが形成されるように、配置されている。信号は、例えば、電気信号、光学信号、空圧信号、またはエネルギーを伝達することができる任意の他の適切な種類の信号であるとよい。このような信号は、マグネットバー２２０の外側から供給され、マグネットバー２２０に加えられてもよいし、またはマグネットバー２２０内において生成され、外界に送られてもよい。
【０１０８】
マグネットバーは、保護手段を信号コネクタにもたらすように構成されている。保護手段は、マグネットバー２２０とエンドブロック１００との間に伝達される動力および／またはデータ信号が周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって劣化、破壊、または干渉されないように、信号コネクタを保護するものである。
【０１０９】
図１に示されている実施形態では、保護手段の例として、これに制限されるものではないが、導電性かつ非腐食性の材料を含むかまたは該材料からなる信号コネクタの第２の部分１６８を含んでいる。このような材料は、例えば、銀、金、またはニッケルであるとよい。このような非腐食性材料は、信号コネクタの第１の部分１６２の外面のみに施されていてもよい。保護手段によって、信号伝達の完全性が周囲の冷却流体および／または周囲の高エネルギー場によって損なわれることなく、信号をエンドブロックからマグネットバーにまたはその逆に伝達することができる。
【０１１０】
信号コネクタの第２の部分１６８（またはその外面）に対して導電性かつ非腐食性の材料を選択することによって、信号コネクタ自体、さらに詳細には、その表面品質が、電食のような電気化学過程によって、少なくとも劣化されにくくなり、好ましくは、劣化されなくなる。これによって、例えば、０．５ｋＷから２５０ｋＷの間の高電力、および／またはＤＣ、パルスＤＣ、または中周波ＡＣの（例えば、０ｋＨｚから３５０ｋＨｚの範囲内の）周波数を有する高エネルギー場に晒された冷却流体によって形成された高腐食環境において、信号、例えば、電気信号を確実に伝達することが可能になる。
【０１１１】
以下、信号が電気信号である特定の実施形態について説明する。しかし、これは、本発明を制限することを意図していない。このような場合、マグネットバー２２０とエンドブロック１００との間に電気接続をもたらすための電気コネクタが設けられることになる。図１に示されている実施形態では、電気接続は、エンドブロック１００の電気コネクタの第１の部分１６２によってもたらされる。第１の部分１６２は、マグネットバーの嵌合電気接続片１６４に電気接続されるように構成されている。電気コネクタの第１の部分１６２は、係止管１５２の内側に突出しており、マグネットバー取付具１５０内の導電片１６８の嵌合孔、例えば、穿孔内にしっかりと嵌合するようになっているとよい。
【０１１２】
真空の外側から、データ信号のような電気信号および／または電力が、コネクタ１６０に供給されるようになっているとよい。エンドブロック１００は、コネクタ１６０から電気接続部の第１の部分１６２への（図１では完全に見えていない）電気経路をもたらすように構成されている。部品が図２に示されるような完全な組合せを形成するように組み立てられると、電気経路は、電気接続部の第１の部分１６２を介して、マグネットバー取付具１５０の導電片１６８を通って、導電片１６８の端コネクタ１６６まで続くことになる。端コネクタ１６６は、電気信号をマグネットバーの一部にもたらすかまたはマグネットバーの一部から電気信号を得るための電線に接続されるように構成されている。
【０１１３】
本発明の実施形態によれば、電気信号は、マグネットバー２２０の内側において磁場配位を部分的または全体的に支配する信号とすることができる。エンドブロックとマグネットバーとの間に信号をもたらす好ましい目的は、マグネットバーの内側に位置する磁場生成または調節システムに給電し、該システムを調整または制御することにある。これは、例えば、スパッタリング装置によって塗布された被膜が不均一であることが見出された場合、特に有益である。このような不均一性は、不均一性が生じている位置において、スパッタリング速度を局部的に変化させることによって解消することができる。スパッタリング速度のこのような変化は、磁場強度を変化させることによって、例えば、磁場配位をターゲット管２００に向かう方にまたはターゲット管２００から離れる方に移動または調整することによって、または電磁石を形成するコイルの電流を変化させることによって、得ることができる。磁場配位の移動を制御するためのデータ信号を外界からターゲット管２００に供給することによって、装置の休止時間を最小限に抑えることができる。何故なら、先行技術の解決策に反して、磁石構成を変化させることによって磁場強度を変化させるために、真空を取り除く必要がなく、冷却流体を除去する必要がなく、ターゲットを取り外す必要がないからである。
【０１１４】
本発明の実施形態によれば、電気信号は、マグネットバー２２０の内側のセンサユニットから得られるデータ信号とすることができ、これによって、磁石の現在の磁場配位または局部的位置を外界にフィードバックすることができる。このようなセンサ信号を用いて、磁場配位の位置を変化させるように、制御装置を制御することができる。本発明のこの実施形態の利点は、マグネットバーを開けることなく、従って、真空を取り除くことなく、マグネットバー２２０の内側の磁場配位の正確な位置を測定することができることにある。磁気システムの正確な配置または強度に関する情報をもたらすセンサ信号を用いて、スパッタリング装置内の他のマグネトロンを複製することができる。例示にすぎないが、もしスパッタリングが複数のマグネットバーを備えているなら、これらは、好ましくは、同様に設定されるべきである。本発明の実施形態によれば、スパタリング装置は、真空下に置かれ、マグネットバーの１つが、オンラインで、すなわち、真空を取り除くことなく、調整することができる。本発明の実施形態によれば、信号を伝達するように構成されたエンドブロク１００とマグネットバー２２０との間の接続を介して、単一マグネットバーの磁場配位の実際の設定に関する情報をもたらすセンサ信号が得られることになる。いったん特定のマグネットバーに対して最適な設定が得られたなら、真空が取り除かれてもよく、この得られたデータ信号を用いて、スパッタリング装置内の他のマグネットバーの磁場配位を手動または自動的に調整することができる。
【０１１５】
本発明の実施形態によれば、電気信号は、調整機構、例えば、磁場配位の位置を調整するための制御ユニット（例えば、モータ）または磁場強度を調整するための電磁石のコイルにエネルギーを供給するための電気信号、または現在の磁場配位を測定するためのセンサユニットのようなセンサシステムにエネルギーを供給するための電気信号とすることができる。
【０１１６】
本発明の実施形態によれば、電気信号は、データおよび動力をマグネットバー２２０からまたはマグネットバー２２０に同時に伝達するための組み合わされた電力−データ信号であってもよい。一例として、ＡＣ電力信号のような電力信号がエンドブロック１００からマグネットバー２２０に供給され、データ信号がこの電力信号に重畳されるようになっていてもよい。次いで、マグネットバー２２０によって受信された組み合わされた電力―データ信号は、マグネットバー２２０の内側において磁場配位を支配するためのデータ信号と磁場配位の位置を調整するために調整機構にエネルギーを供給するための電力信号とに分割されることになる。図１に関して前述した実施形態では、エンドブロック１００とマグネットバー取付具１５０との間の電気接続部は、電気接続部の第１の部分１６２および嵌合電気接続片１６４を有する導電片１６８によって、軸方向に設けられている。
【０１１７】
図３，４に示されている代替的実施形態では、接続は、マグネットバー取付具１５０とエンドブロック１００の係止管１５２との間のより一般的な相互作用によってもたらされるようになっている。これに関して、例示にすぎないが、マグネットバー取付具１５０の（マグネットバー連結要素３００であるとよいが、必ずしもマグネットバー連結要素３００である必要がない）突起は、導電材料から作製され、絶縁片３１０によってマグネットバー取付具１５０から絶縁されているとよい。導電片３１２が、マグネットバー取付具１５０の内側に設けられているとよい。導電片３１２は、マグネットバー連結要素３００のような突起をエンドブロック１６６に電気接続している。エンドブロック１００の側では、マグネットバー取付具１５０を受け入れるように構成されたレセプタクルとして機能する係止管１５２が、突起、例えば、マグネットバー連結要素３００を受け入れるための嵌合長孔３０２を備えているとよい。この嵌合長孔は、導電材料によって作製されているとよいが、好ましくは、図３，４に示されているように、嵌合長孔３０２は、絶縁材料によって作製され、少なくとも導電層を含んでいるとよい。この導電層は、絶縁材料の表面を被覆する金メッキ層のような被覆層であるとよい。代替的に、導電層は、バネ要素３２０として実施されてもよい。バネ要素３２０は、エンドブロック１００およびマグネットバー２２０が互いに接続されたとき、これらの間に緊密な電気接触をもたらすものである。導電材料としての金メッキ材料の使用は、他の材料よりも腐食しにくいので、有利である。いずれの場合も、嵌合長孔を形成する導電部分は、マグネットバー２２０からまたはマグネットバー２２０に電気信号を伝達するための電気経路に連結されるようになっているとよい。代替的実施形態では、図示されていないが、突出片がエンドブロックの係止管内に設けられ、例えば、導電バネの形態にある導電材料を有する嵌合長孔がマグネットバー取付具内に設けられてもよい。
【０１１８】
本発明の実施形態の利点は、エンドブロック１００とマグネットバー取付具１５０との間の接続が、一方を他方に接続することによって、自動的に得られることにある。
【０１１９】
エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間の信号の伝達に構成されたエンドブロック１００とマグネットバー２２０との間の接続が湿式環境においてもたらされてもよいことは、当業者にとって明らかだろう。特定の実施形態では、エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間の信号の伝達に構成された接続は、例えば、冷媒管１３２内においてもたらされてもよい。冷媒管を流れる冷媒は、高電位、典型的には、ＤＣおよびＡＣ操作における−２００Ｖから−１０００Ｖの間の電位に維持されている。湿式環境内における導電材料への電気信号の供給は、典型的には、極めて高い腐食を伴い、接続の完全性を維持するために、特別の注意が必要である。腐食の観点からは、他の原理によってエネルギーを伝達するように構成された（エンドブロック１００とマグネットバー２２０との間の）接続部、例えば、光学接続部、空圧または流体圧接続部を用いると、有利である。
【０１２０】
電気接続を用いる場合、実際的経験に基づくと、冷却液は、常に、最終的には第１および第２の部分１６２，１６８によって形成された中心導体とガルバニー接触することになる。保護材の設置にも関わらず、第１の部分１６２が既存のシステムに取り付けられねばならないことによって、保護システムの機械的な損傷が生じる可能性がある。ここで、本発明の実施形態によれば、第１の部分１６２と第２の部分１６８との間に存在する内部接点から冷却液を排除するという条件を設けると有利である。しかし、構造および取付けの制約から、第１の部分１６２または第２の部分１６８を冷却液と接触しないように１００％完全に保護することができない。第１の部分１６２または第２の部分１６８が冷却液と接触すると、冷却液を通る電流経路が、取付具１５０または１５２に向かって生じることになる。これは、典型的には、電気化学腐食の源となり、その結果、コネクタシステムに信頼性の問題が生じることになる。しかし、本発明の一部として、この問題に対する解決策が見出されている。動力および信号データをマグネットバーの内部に向かって供給するのに用いられる電圧システムに、いくつかの制約が課せられるとよい。外界から、この動力および信号データを中心導体１６２および戻り導体１５２に供給するべきである。
【０１２１】
本発明を図面および前述の記載によって詳細に図示し、かつ説明してきたが、このような図示および説明は、例示にすぎず、制限するものではないとみなされるべきある。前述の記載は、本発明のいくつかの実施形態を詳しく説明したものである。しかし、本明細書において前述の記載がいかに詳細であっても、本発明が多くの方法によって実施されてもよいことは、明らかである。本発明は、開示されている実施形態に制限されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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