(57)【要約】本発明は、真空スパッタリングのためのカソードであって、ターゲット（２）のための支持体が、冷却機構を備えている。本発明によるカソードは、支持体が、支持ベース（３）を備え、この支持ベース（３）の上には、フレーム（１１）が重ね合わされ、このフレーム（１１）が、冷却流体の循環のための少なくとも１つのギャップ（１１ａ）を形成することを特徴としている。本発明においては、フレーム（１１）の上には、メンブラン（４）が重ね合わされ、支持ベース（３）とフレーム（１１）とメンブラン（４）とが、それぞれの周縁部において互いに連結されている。
2006512479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空スパッタリングのためのカソードであって、
ターゲット（２）のための支持体が、冷却機構として機能する場合において、
前記支持体が、支持ベース（３）を備え、
この支持ベース（３）の上には、フレーム（１１）が重ね合わされ、
このフレーム（１１）が、冷却流体の循環のための少なくとも１つのギャップ（１１ａ）を形成し、
前記フレーム（１１）の上には、メンブラン（４）が重ね合わされ、
前記支持ベース（３）と前記フレーム（１１）と前記メンブラン（４）とが、それぞれの周縁部において互いに連結されていることを特徴とするカソード。
【請求項２】
請求項１記載のカソードにおいて、
前記メンブラン（４）が、互いに積層された少なくとも２つの材料層（４ａ，４ｂ）から構成されていることを特徴とするカソード。
【請求項３】
請求項１記載のカソードにおいて、
一方の材料層（４ｂ）が、構造体として機能するとともに、弾性変形可能なものとして選択された材料から形成され、
他方の材料層（４ａ）が、塑性変形を行い得るものとして選択された材料から形成され、これにより、前記メンブラン（４）と組み合わされて取り付けられる前記スパッタリングターゲット（２）の表面に追従し得るものとされていることを特徴とするカソード。
【請求項４】
請求項１記載のカソードにおいて、
前記フレーム（１１）の少なくとも１つの側辺が、同じ平面内に位置する少なくとも１つのアーム（１１ｂ）を有し、
このアーム（１１ｂ）が、冷却流体の循環のためのダクトを形成していることを特徴とするカソード。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のカソードにおいて、
前記支持ベース（３）と前記フレーム（１１）と前記メンブラン（４）とからなるアセンブリが、フレーム（５）に対して固定され、
このフレーム（５）は、前記ターゲット（２）の位置決めおよび中心合わせのための閉塞スペース（６）を形成し、
前記フレーム（５）の周縁部が、所定形状を有した係合用リム（５ｄ）を備え、
この係合用リム（５ｄ）が、一組をなす複数の把持部材（８）と協働し得るものとされ、
前記一組をなす複数の把持部材（８）が、部材（９）に対してクランプ作用を印加した結果として前記把持部材（８）を傾斜させ得るような相補的係合形状（８ａ）を有し、
前記部材（９）が、前記把持部材（８）の厚さ方向に係合されているとともに、前記フレーム（５）の前記係合リムの一部に対して押圧され、
前記傾斜効果により、前記一組をなす複数の把持部材（８）の各係合形状（８ａ）の一部が、前記ターゲット（２）の周縁エッジに対して面的に押圧されることができ、これにより、前記ターゲット（２）を固定し得るものとされていることを特徴とするカソード。
【請求項６】
請求項５記載のカソードにおいて、
前記一組をなす複数の把持部材（８）が、適切にカットされており、互いに組み合わされたときには、前記ターゲット（２）の４つの側辺を完全に包囲するような閉塞周縁フレームを形成し、これにより、スパッタリングのための自由にアクセス可能な中央領域を規定することを特徴とするカソード。
【請求項７】
請求項６記載のカソードにおいて、
前記把持部材（８）をなすいくつかの部材が、コーナーを形成するための少なくとも１つの継ぎエッジを有しており、一方、前記把持部材（８）をなす他の部材が、直線状とされていて、２つの部材間に滑り込ませることによって挿入され、特に、これら部材が、前記フレーム（５）に対して、先行的に位置決めされることを特徴とするカソード。
【請求項８】
請求項５記載のカソードにおいて、
前記フレーム（５）の係合用のかつ相互ロック用の前記リム（５ｄ）が、オフセット状態の直線状形状部分（５ｄ１）から構成され、この直線状形状部分が、直線状スロット（５ｄ２）を形成していることを特徴とするカソード。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項に記載のカソードにおいて、
前記把持部材（８）の前記相補形状が、直線状溝（８ａ１）とされ、
この直線状溝（８ａ１）が、前記フレーム（５）の前記オフセット状態直線状形状部分（５ｄ１）に対して係合し得るよう構成され、
前記直線状溝（８ａ１）が、前記スロット（５ｄ２）と協働し得るニブ（８ａ２）を形成し、
このニブ（８ａ２）が、クランプ操作時の前記傾斜効果をもたらし得るものとされていることを特徴とするカソード。
【請求項１０】
請求項５記載のカソードにおいて、
前記アセンブリ（３，１１，４）が、特にドアの形態とされたような、容易に着脱可能であるように構成された装置部分上に取り付けられていることを特徴とするカソード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に真空処理装置内において、材料のスパッタリングという技術分野に関するものである。より詳細には、蒸気を形成することを意図したカソードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来技術においては、メンブランカソードは、ベースの形態とされ、このベースは、厚さ方向内に、複数のキャビティを有し、これらキャビティは、冷却流体を循環させるためのダクトを構成する。このベースに対しては、通常は複数のネジを使用することによって、メンブランが固定される。このメンブランに対向させて、支持ベースが取り付けられ、隣接して、材料のスパッタリングのためのターゲットが取り付けられる。一般に、メンブランは、単一材料から形成されている。なお、本出願人の知る限りにおいては、本出願に関連性を有する先行技術文献は存在しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明においては、新規なタイプのカソードを提供することが要望されており、カソードの冷却機構が、特に有利な性質を有している。本発明においては、カソードは、ターゲットのための支持体を具備し、この支持体が、冷却機構として機能する場合において、支持体が、支持ベースを備え、この支持ベースの上には、フレームが重ね合わされ、このフレームが、冷却流体の循環のための少なくとも１つのギャップを形成し、フレームの上には、メンブランが重ね合わされ、支持ベースとフレームとメンブランとが、それぞれの周縁部において互いに連結されている。
【０００４】
有利には、メンブランは、互いに積層された少なくとも２つの材料層から構成されている。
【０００５】
メンブランが果たすべき機能が与えられた場合には、特に、冷却とターゲットに対する協働とという目的が与えられた場合には、一方の材料層が、構造体として機能するとともに、弾性変形可能なものとして選択された材料から形成され、他方の材料層が、塑性変形を行い得るものとして選択された材料から形成され、これにより、メンブランと組み合わされて取り付けられるスパッタリングターゲットの表面に追従し得るものとされる。
【０００６】
一実施形態においては、冷却流体の循環を確保し得るよう、フレームの少なくとも１つの側辺は、同じ平面内に位置する少なくとも１つのアームを有し、このアームは、冷却流体の循環のためのダクトを形成する。
【０００７】
上述したように、本発明は、メンブラン冷却アセンブリ上にターゲットが取り付けられているような真空スパッタリング用カソードに対して、特に有利に応用することができる。
【０００８】
本発明が解決しようとする他の課題は、単純でありかつ信頼性高くかつ効果的にかつ迅速な態様でターゲットを固定することであり、また、ターゲットを非常に容易に交換することである。
【０００９】
実際、従来技術においては、ターゲット固定手段は、ターゲットを容易に交換し得るものではない。通常、ターゲットは、周縁回りに配置された複数のネジを使用して固定される。
【００１０】
ターゲットの固定に際してかなりの数のネジが必要とされる場合には、明らかに、取付時間や取外し時間が、長くなってしまう。また、固着してしまうというリスクも発生する。
【００１１】
また、従来技術においては、複数のネジと関連しつつ面クランプを使用して、ターゲットを固定することが提案されている。この手法は、この場合にもターゲットを全体的に直接的にクランプするのは複数のネジであることから、満足のいくものではない。
【００１２】
ターゲットを迅速にかつ効果的に固定するという課題を解決し得るよう、したがって、ターゲットの取付や取外しや交換を容易に行い得るよう、カソードは、フレームに対して固定され、このフレームは、ターゲットの位置決めおよび中心合わせのための閉塞スペースを形成し、フレームの周縁部が、所定形状を有した係合用リムを備え、この係合用リムが、一組をなす複数の把持部材と協働し得るものとされ、一組をなす複数の把持部材が、部材に対してクランプ作用を印加した結果として把持部材を傾斜させ得るような相補的係合形状を有し、部材が、把持部材の厚さ方向に係合されているとともに、フレームの係合リムの一部に対して押圧され、傾斜効果により、一組をなす複数の把持部材の各係合形状の一部が、ターゲットの周縁エッジに対して面的に押圧されることができ、これにより、ターゲットを固定し得るものとされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明につき、添付図面を参照しつつ、より詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明によるカソードは、支持ベース（３）を備えて構成されている。支持ベース（３）は、冷却流体を循環させ得るような任意のタイプの機構を備えており、導入ポート（Ｅ）および導出ポート（Ｓ）を備えている。支持ベース（３）は、例えば、全体的に平行六面体をなす形状とされ、重ね合わされるようにして、プレート（１１）を備えている。プレート（１１）は、適切に切り抜かれていて、冷却流体の循環のための少なくとも１つのギャップ（１１ａ）を規定するフレームを形成している。
【００１５】
フレーム（１１）の少なくとも１つの側辺は、同じ平面内に位置する少なくとも１つのアーム（１１ｂ）を有している。このアーム（１１ｂ）は、冷却流体の循環のためのダクトを形成する。
【００１６】
このフレーム（１１）は、重ね合わされるようにして、メンブラン（４）を備えている。ベース（３）と、フレーム（１１）と、メンブラン（４）とは、それぞれの周縁部において互いに連結される。例えば、この連結は、侵入溶接（ＳＴ）を使用して行われる。
【００１７】
他の特徴点においては、メンブラン（４）は、互いに異なる材料から形成された少なくとも２つの層（４ａ，４ｂ）を有して構成されている。層（４ｂ）は、フレーム（１１）に対向する側に配置される層であって、構造体として機能する。層（４ｂ）は、弾性変形可能なものとして選択された材料から形成されている。他の層（４ａ）は、塑性変形を行い得るものとして選択された材料から形成されている。これにより、スパッタリングターゲット（２）（図３において、破線によって図示されている）の表面に追従し得るものとされている。
【００１８】
よって、本発明は、有利には、ターゲットを使用した真空スパッタリングという分野に応用することができる。
【００１９】
他の特徴点においては、支持体（３）とフレーム（１１）とメンブラン（４）とからなるアセンブリは、フレーム（５）に対して取り付けられている。フレーム（５）は、ターゲット（２）の位置決めと中央合わせとを行うための閉塞スペース（６）を形成している。例えば、ターゲット（２）の全体的形状が矩形である場合には、フレーム（５）は、閉塞されたフレームを形成し得るようにカットされかつ互いに組み立てられた４個の直線状部材（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）から構成することができる。このようにして形成されたフレーム（５）は、例えば、メンブラン（４）と支持体（３）と端部プレート（１）との厚さ方向に適用される複数のネジ（７）を使用することによって、固定される。
【００２０】
フレーム（５）は、周縁回りに、凹凸を有した係合用のかつ相互ロック用のリム（５ｄ）を有している。リム（５ｄ）は、それぞれが相補的な係合形状（８ａ）を有した一組をなす複数の把持部材（８）と協働し得るよう、構成されている。
【００２１】
係合形状（５ｄ）と相補形状（８ａ）とは、横断面視において、部材（９）に対してクランプ作用を印加した結果として把持部材（８）を傾斜させ得るような形状とされている。部材（９）は、把持部材（８）の厚さ方向に係合されるとともに、フレーム（５）の係合リムの一部に対して押圧される。傾斜効果により、一組をなす複数の把持部材（８）の各係合形状（８ａ）の一部は、ターゲット（２）の周縁エッジに対して面的に係合することができ、これにより、後述するようにしてターゲット（２）を固定することができる。
【００２２】
図９は、フレーム（５）の係合リム（５ｄ）、および、把持部材（８）の相補的係合形状（８ａ）に関しての、横断面形状の有利な実施形態を示している。
【００２３】
係合用のかつ相互ロック用のリム（５ｄ）は、オフセット状態の（あるいは、傾斜状態の）直線状形状部分（５ｄ１）から構成され、直線状形状部分（５ｄ１）は、直線状スロット（５ｄ２）を形成している。直線状形状部分（５ｄ１）は、傾斜面（５ｄ４）を介して係止面（５ｄ３）に対して連接されている。
【００２４】
把持部材（８）の相補形状は、直線状溝（８ａ１）を備えている。この直線状溝（８ａ１）は、フレーム（５）のオフセット状態の直線状形状部分（５ｄ１）に対して係合し得るよう構成されている。直線状溝（８ａ１）は、スロット（５ｄ２）と協働し得るニブ（８ａ２）を形成している。ニブ（８ａ２）は、ターゲット（２）の周縁リムと協働し得るよう構成された傾斜係止面（８ａ３）を超えて突出したものとして、形成されている。
【００２５】
把持部材（８）の横断面形状が、フレーム（５）の係合用のかつ相互ロック用の形状横断面部分に対して係合した時点では（形状断面（５ｄ）のスロット（５ｄ２）内へのニブ（８ａ２）の係合）、行うべき操作は、部材（９）を操作して、把持部材（８）を傾斜させることだけである。この目的のため、部材（９）は、係合形状（８ａ）の下方において把持部材（８）の厚さ方向に組み込まれた位置決めネジから構成されている。この位置決めネジは、フレーム（５）の傾斜連結面（５ｄ４）に対して押圧される。
【００２６】
図７は、位置決めネジ（９）を締め付ける前の時点での把持部材（８）を示しており、図８は、位置決めネジ（９）を締め付けた後の時点での把持部材（８）を示している。締付後においては、すなわち、クランプ操作後においては、傾斜面（８ａ３）が、ターゲット（２）の周縁エッジに対して押圧されることがわかる。
【００２７】
図５および図６に示すように、把持部材（８）は、適切にカットされており、互いに組み合わされたときには、ターゲット（２）の４つの側辺を完全に包囲するような閉塞周縁フレームを形成する。これにより、スパッタリングのための自由にアクセス可能な中央領域を規定する。言い換えれば、組立後には、把持部材（８）は、フレーム（５）と同じ幾何形状を形成する。
【００２８】
把持部材（８）の各係合形状部分とフレーム（５）との間に重なりを有している限りにおいては、把持部材（８）をなす各部材は、互いに独立である。把持部材（８）をなすいくつかの部材は、コーナーを形成するための少なくとも１つの継ぎエッジを有しており、一方、把持部材（８）をなす他の部材は、直線状とされていて、２つの部材間に滑り込ませることによって挿入される。特に、これら部材は、フレーム（５）に対して、先行的に位置決めされる。
【００２９】
図示の例においては、把持部材（８）は、フレームの２つの短側辺に対応した２つの部材（８Ａ，８Ｂ）を備えている。これら２つの部材（８Ａ，８Ｂ）は、それぞれの両端部分に継ぎエッジを有している。把持部材（８）は、さらに、４つの部材（８Ｃ）を備えている。これら部材（８Ｃ）は、一端部に継ぎエッジを有しており、部材（８Ａ，８Ｂ）に対して位置決めされる。把持部材（８）は、さらに、２つの部材（８Ｄ）を備えている。これら部材（８Ｄ）は、フレームの側辺上に２つの部材（８Ｃ）を取り付けた後に挿入することを意図したものである。
【００３０】
このような構成により、ターゲット（２）の取付および取外しは、特に単純であって迅速である。実際、必要な操作は、位置決めネジ（９）を緩めることによって把持部材（８）を取り外すことのみである。
【００３１】
同様に、新たなターゲット（２）の取付を、非常に迅速に行うことができる。新たなターゲット（２）をフレーム（７）の内部に配置した後に、必要な操作は、上述した状態へと把持部材（８）を戻すことと、位置決めネジ（９）を締め付けて、把持部材（８）を傾斜させることと、だけである。したがって、ターゲットを固定するものは、複数のクランプネジではなくて、把持部材（８）とフレーム（５）との係合断面形状であることは、明らかである。
【００３２】
本発明に重要な特徴点においては、本発明に基づくカソードアセンブリが、容易に着脱可能であるように構成された装置部分上において、端部プレート（１）上に取り付けられることである。この装置部分は、有利には、ドア（１０）とすることができる。
【００３３】
把持部材（８）を、スパッタリングターゲットと同じ材料から形成し得ること、あるいは、スパッタリングターゲットと同じ材料から形成しなくても良いこと、に注意されたい。
【００３４】
本発明に基づく利点は、上記説明により極めて明瞭である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】組立前の状態において、本発明によるカソードをなす主要部材を示す斜視図である。
【図２】様々な部材を組み立てた後の状態において、図１に対応した斜視図である。
【図３】図２における３−３線に沿って示す矢視断面図である。
【図４】メンブランの内部構造の一部を、拡大したスケールでもって示す断面図である。
【図５】ターゲットを固定するための把持部材を組み立てた後の状態において、スパッタリングカソードの一部を示す平面図である。
【図６】把持部材を組み立てる前の状態を示す、図１に対応した平面図である。
【図７】ターゲットのクランプ前の状態において、カソードの構成と実施態様とを示す断面図である。
【図８】ターゲットのクランプ後の状態において、図７に対応した図である。
【図９】メンブラン支持部材と把持部材との側面形状を、一部を破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
２      ターゲット
３      支持ベース
４      メンブラン
４ａ    材料層
４ｂ    材料層
５      フレーム
５ｄ    係合用リム
５ｄ１  オフセット状態の直線状形状部分
５ｄ２  直線状スロット
６      閉塞スペース
８      把持部材
８ａ    相補的係合形状
８ａ１  直線状溝
８ａ２  ニブ
９      部材
１１      フレーム
１１ａ    ギャップ
１１ｂ    アーム
【図１】
2006512479.tif 000003
【図２】
2006512479.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006512479.tif 000008
【図７】
2006512479.tif 000009
【図８】
2006512479.tif 000010
【図９】
2006512479.tif 000011
【国際調査報告】
2006512479.tif 000012
2006512479.tif 000013
2006512479.tif 000014
2006512479.tif 000015